AGROMETEOROLOGIAProf. Adriano Marlison Leo de Sousa Doutor em Recursos Hdricos e Saneamento Ambiental adriano.souza@ufra.edu.br

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ELEMENTO CLIMTICO: Evapotranspirao1. ELEMENTO CLIMTICO: Evapo(transpi)rao Definies: Evaporaao e Transpirao Conceitos de evapotranspirao Fatores intervenientes Mtodos de estimativas: - DIRETO: Tanque Classe A - EMPIRICOS: Penman-Monteith Coeficiente de Cultura Kc Mtodo da Razo de Bowen Exerccios2

Importncia da EvapotranspiraoPrec . ET

Micro-bacia Hidrogrfica

Q Em uma escala local, no caso de uma cultura, a ET da cultura se restringe aos processos de evaporao da gua do solo e da vegetao mida e de transpirao das plantas. O balano entre a gua que entra na cultura pela chuva e a que sai por ET, ir resultar na variao do armazenamento de gua no solo, que por sua vez condicionar o crescimento, o desenvolvimento e o rendimento da cultura.

Em uma escala intermediria, a ET assume papel fundamental no balano hdrico de micro-bacias hidrogrficas, juntamente com a precipitao. O balano entre a gua que entra na micro-bacia pela chuva e que sai por ET, ir resultar na vazo (Q) do sistema de drenagem.

Prec .

ET

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Importncia da EvapotranspiraoA importncia da ET na agriculturaToda gua gua Doce do todogua Doce Superfcie

Superfcie

do todoGeleiras Lagos Lagos salinos Atmosfera

Oceanos

Umidade do solo

Subterrnea

Aquferos

Rios e crregos

De toda gua doce superficial do mundo (0,643% do total de gua no globo), apenas 51,8% (0,333% do total) est disponvel para ser usada. Da gua doce que realmente utilizada, 70% o na prtica da irrigao. Portanto, racionalizar o uso da gua na agricultura, por meio da correta determinao da ET da cultura 4 imprescindvel.

Importncia da EvapotranspiraoA importncia da ET na agriculturaSem deficincia hdrica Com deficincia hdrica

Da a importncia de se conhecer o consumo de gua pela cultura5

DefiniesEvaporao

Transpirao

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Definies: EvaporaoA evaporao um processo fsico de mudana de fase , passando do estado lquido para o estado gasoso. A evaporao de gua na atmosfera ocorre de oceanos, lagos, rios, do solo e da vegetao mida (evaporao do orvalho ou da gua interceptada das chuvas)

Evaporao da gua das superfcies de gua livre, vegetao mida ou do solo

Para que ocorra evaporao da gua h a necessidade de energia. Essa energia chamada de calor latente de vaporizao, que em mdia corresponde a:

E = 2,45 MJ/kg (a 20oC)

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Definies: TranspiraoA transpirao um processo biofsico pelo qual a gua que passou pela planta, fazendo parte de seu metabolismo, transferida para a atmosfera preferencialmente pelos estmatos, obedecendo uma srie de resistncias desde o solo, passando pelos vasos condutores (xilema), mesofilo, estmatos e finalmente indo para a atmosfera.

Transpirao Teoria da CoesoEvaporaoO abaixamento do potencial hdrico da atmosfera (ar) promove a evaporao das paredes celulares. Isso promove a reduo do potencial hdrico nas paredes celulares e no citoplasma.

ar = - 100 a - 1000 atm

Coeso (no xilema)A coluna de gua no xilema mantida por coeso das molculas de gua nos vasos. Bolhas de ar bloqueiam o movimento.

folhas = - 5 a - 40 atm

Absoro de gua (do solo)O menor potencial hdrico das razes provoca a entrada de gua. A rea de absoro depende da quantidade de radculas.

raz = - 1 a - 10 atm solo = - 0,1 a - 2 atm8

Definies: EvapotranspiraoComo praticamente impossvel se distinguir o vapor dgua proveniente da evaporao da gua no solo e da transpirao das plantas, a evapotranspirao definida como sendo o processo simultneo de transferncia de gua para a atmosfera por evaporao da gua do solo e da vegetao mida e por transpirao das plantas.

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Conceitos: Evapotranspirao de refernciaClima Cultura de referncia

Saldo de radiao Temperatura Umidade relativa Veloc. do vento

Evapotranspirao Potencial (ETP) ou de referncia (ETo)

Sem restrio hdrica

ETP ou ETo a evapotranspirao de uma extensa superfcie vegetada com vegetao rasteira (normalmente gramado), em crescimento ativo, cobrindo totalmente o solo, com altura entre 8 e 15cm (IAF 3), sem restrio hdrica e com ampla rea de bordadura para evitar a adveco de calor sensvel (H) de reas adjacentes. Nesse caso a ET depende apenas das variveis meteorolgicas, sendo portanto ETP uma varivel meteorolgica, que expressa o potencial de evapotranspirao para as condies meteorolgicas vigentes.

Condio de ETP ou ETo

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Conceitos: Evapotranspirao realClimaSaldo de radiao Temperatura Umidade relativa Velocidade do vento

Cultura de referncia

ETR

Evapotranspirao Real (ETR)

Com ou sem restrio hdrica

Percentagem de reduo de ET com a umidade do solo (Ks)

ETR a evapotranspirao nas mesmas condies de contorno de ETP, porm, com ou sem restrio hdrica. Nesse caso:

pmp

- umidade do solo

cc

ETR ETP

AFD CAD11CAD

Conceitos: Evapotranspirao de Oasis

Evapotranspirao de Oasis (ETO)

Adveco

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Conceitos: Evapotranspirao de CulturaEvapotranspirao de Cultura (ETc), tambm denominada de Evapotranspirao Mxima (ETm)Coeficiente de Cultura (Kc)

Cultura sem restrio hdrica e em condies timas de desenvolvimento

ETc (= ETm) a evapotranspirao de uma cultura em dada fase de seu desenvolvimento, sem restrio hdrica, em condies timas de crescimento e com ampla rea de bordadura para evitar a adveco de calor sensvel (H) de reas adjacentes. Assim ETc depende das condies meteorolgicas, expressas por meio da ETP (ou ETo), do tipo de cultura (maior ou menor resistncia seca) e da rea foliar. Como a rea foliar da cultura padro constante e a da cultura 13 real varia, o valor de Kc tambm ir variar.

Conceitos: Evapotranspirao real da CulturaEvapotranspirao real da Cultura (ETr)Kc * Ks

ETr

Com ou sem restrio hdrica

pmp

- umidade do solo

cc

ETr a evapotranspirao nas mesmas condies de contorno de ETc, porm, com ou sem restrio hdrica. Nesse caso:AFD CAD

Kc mdio

ETr ETc ETr = ET0 * Kc * KsKc final

14Tempo (dias)

Fatores determinantes da EvapotranspiraoFatores do Clima: saldo de radiao, temperatura do ar, umidade relativa do ar e velocidade do vento

Fatores Climticos Fatores da Planta (Kc) Fatores de Manejo e do SoloFatores da Cultura: altura, rea foliar, tipo de cultura, albedo, profundidade do sistema radicular.

ETr

Fatores de Manejo e do Solo: espaamento/densidade de plantio, orientao de plantio, uso de cobertura morta (plantio direto), capacidade de armazenamento do solo, impedimentos fsicos/qumicos, uso de quebra-ventos, etc...15

Medidas da EvapotranspiraoMedindo diretamente a Evaporao: TanquesA evaporao medida com tanques evaporimtricos, onde obtm-se a lmina de gua evaporada de uma determinada rea.O tanque de 20m2 utilizado para medir a evaporao (E20). Suas medidas se assemelham s obtidas em lagos. Portanto, sofre menor influncia de fatores externos, dado o grande volume de gua que ele contm.

Tanque de 20m2

Parafuso micromtrico

ELago E2016

Medidas da EvapotranspiraoTanque Classe A

rea de 1,15 m2

Existe uma proporcionalidade entre esses trs tanques de medida da evaporao. Essa relao entre eles foi determinada para Piracicaba por Oliveira (1971):

E20 = 0,76*ECA = 0,95*EGGI

Tanque GGI-3000 (rea de 3000 cm2)

J Volpe e Oliveira (2003) em Jaboticabal obtiveram as seguintes relaes:

E20 = 0,75*ECA = 0,85*EGGI

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Medidas da EvapotranspiraoET0 = E x qTanque circundado de grama Raio rea do Tampo Umidade (m) Relativa(%) 70 1 0.55 0.65 0.75 10 0.65 0.75 0.85 100 0.7 0.8 0.85 1000 0.75 0.85 0.85 1 0.5 0.60 0.65 0.6 0.7 0.75 10 100 0.65 0.75 0.8 1000 0.7 0.8 0.8 1 0.45 0.5 0.6 0.55 0.6 0.65 10 100 0.6 0.65 0.7 1000 0.65 0.7 0.75 1 0.4 0.45 0.5 0.45 0.55 0.6 10 100 0.5 0.6 0.65 1000 0.55 0.6 0.65 Tanque circundado por solo nu Umidade Relativa(%) 70 0.7 0.8 0.85 0.6 0.7 0.8 0.55 0.65 0.75 0.5 0.6 0.7 0.65 0.75 0.8 0.55 0.65 0.7 0.5 0.6 0.65 0.45 0.55 0.6 0.6 0.65 0.7 0.5 0.55 0.65 0.45 0.5 0.6 0.4 0.45 0.55 0.5 0.6 0.65 0.45 0.5 0.55 0.4 0.45 0.5 0.35 0.4 0.4518

Velocidade o vento (Km/dia) Leve 700

Medidas da EvapotranspiraoMtodos empiricos: Penman-Monteith

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Medidas da EvapotranspiraoMtodos empiricos: Penman-Monteith 900 0,408..(Rn G ) + . .U 2 . es e T + 273 ET0 = + .(1 + 0,34.U 2 )

(

)

Rn = Saldo de Radiao (MJ/m2/dia) G = Fluxo de Calor no Solo (MJ/m2/dia) U2 = Velocidade do vento tomada a 2 metros da superfcie. = Coeficiente Psicromtrica (0,062 Kpa/oC) es-e = Deficit de saturao de vapor dgua. (Kpa) = Inclinao da curva de presso de saturao do vapor dgua.

=

4098. es

(T +273)

2

- es dado em Kpa20

Medidas da EvapotranspiraoExemplo: Estimar a evapotranspirao de referencia (ETo) para uma localidade onde foram observadas as seguintes informaes climticas: Rnet = 10,8 MJ/m2.dia G = -0,1 MJ/m2.dia UR = 89,4% T = 25,1 oC Vento (2 m) = 0,8 m/s

ETo = 3,4 mm/dia21

Coeficiente de Cultura: KcVariao de Kc com o desenvolvimento de culturas anuais

Kc mdio

Kc final

Tempo (dias)Estabeleci mento Desenvolvimento Vegetativo Florescimento e Frutificao Maturao

Observa-se que os valores de Kc acompanham basicamente a rea foliar da cultura. No caso das culturas anuais o Kc ini varia de 0,3 a 0,5, Kc mdio de 0,8 a 1,2, e o Kc final de 0,4 a 0,7, dependendo do tipo de cultura. No caso de culturas perenes ou rvores, os valores de Kc 22 tambm iro variar de acordo com o IAF e o tipo de cultura. Veja a seguir as diferenas nos estgios de desenvolvimento entre os diversos tipos de cultura, inclusive a de referncia.

Coeficiente de Cultura: KcComparao dos estgios de desenvolvimento (e do IAF) de diferentes tipos de cultura e da cultura de refernciaTipo de CulturaIncioDesenvolvimento Vegetativo

Meia-estao

Final da estao

Anual Capins Perenes Culturas Perenes rvores Cultura de referncia (gramado)

Estao de Crescimento

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Coeficiente de Cultura: KcCultura Inicial (Estabelec. ) Alfafa Algodo Amendoim Arroz Banana tropical Banana Subtropical Batata Beterraba aucareira Cana-de-Aucar Cebola seca Cebola verde Caf com tratos culturais Caf sem tratos culturais Citros c/ tratos culturais Citros s/ tratos culturais 0,3 0,4 0,4 1,1 0,4 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,7 0,7 1,1 0,7 0,8 0,7 0,75 0,7 0,7 0,6 1,05 0,95 1,1 1,0 1,0 1,05 1,05 1,0 0,95 0,95 0,65 0,85 0,65 0,8524

FASES DE DESENVOLVIMENTO DA CULTURA Desenvimen to da Cultura Perodo Intermedirio (Florescimento.) Final do Ciclo (Frutif.) 0,8 0,75 0,95 0,9 1,0 0,85 0,9 0,75 0,85 0,95 Colheita (Matur.) 1,05 0,65 0,55 0,95 0,75 1,0 0,7 0,6 0,5 0,75 0,95

Coeficiente de Cultura: KcCULTURA Ervilha Feijo verde Feijo seco Girassol Melancia Milho doce Milho gro Oliveira Pimento verde Repolho Seringueira Soja Sorgo Tabaco Tomate Trigo Uva 0,3 0,3 0,3 0,4 0,3 0,35 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,3 0,4 0,6 0,7 Inicial 0,4 0,3 0,3 0,3 0,4 0,3 0,3 Desenvolv. 0,7 0,65 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Florescim. 1,05 0,95 1,05 1,05 0,95 1,05 1,05 0,4 0,95 0,95 0,7 1,15 1,0 1,0 1,05 1,05 0,7 0,7 0,75 0,9 0,8 0,65 0,6 0,4 0,5 0,75 0,6 0,2 0,5525

Frutific. 1,0 0,9 0,65 0,7 0,8 1,0 0,8 0,85 0,9

Maturao 0,95 0,85 0,25 0,35 0,65 0,95 0,55 0,8 0,8

Medidas da EvapotranspiraoExemplo 1 : Considerando que as informaoes anteriores foram medidas em uma rea de cultivo de Girassol na fase de frutificao, quanto seria o consumo de gua por esta cultura ?

ETc = 3,4 * 0,7 = 2,38 mm/dia26

Lista de exerccio 1Obter a ETc para o feijo seco em diferentes fases de desenvolvimento de acordo com as informaes medidas durante o ciclo desta cultura.

Obs: Cada aluno dever obter o ETc individualmente para cada fase com sua respectiva informao seguindo a lista proposta.

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Dia Juliano 62 63 65 66 68 69 70 72 73 80 81 82 85 88 89 90 95 97 98 99 100 101 102 103 105 106

Ts 24,2 25,8 24,6 25,6 23,9 25,4 25,2 25,3 26,5 25,3 24,3 24,7 25,2 25,2 25,9 25,5 25,4 25,3 25,5 26,2 25,8 24,4 25,1 25,7 26,0 24,9

UR 93,3 84,5 87,6 84,5 92,9 86,8 86,8 83,7 82,2 88,3 91,1 88,8 89,9 87,7 86,5 87,9 87,8 91,4 88,6 85,0 89,2 93,1 90,1 88,4 86,4 90,4

vento 1,2 2,1 1,5 1,8 1,2 1,0 1,3 2,3 1,2 0,8 0,8 1,5 1,2 1,3 1,4 1,3 1,2 0,9 1,1 0,8 0,7 0,8 0,3 0,7 1,6 1,0

Rnet 7,1 16,1 11,7 15,9 1,9 12,4 12,4 14,6 13,8 11,1 8,6 12,1 7,1 9,9 15,3 12,5 14,0 7,6 13,3 14,0 11,4 9,1 7,7 10,9 13,0 10,7

G -0,4 0,4 0,0 0,5 0,2 0,0 -0,2 -0,2 0,2 -0,1 -0,4 -0,2 -0,2 -0,2 0,1 -0,1 -0,2 -0,2 -0,1 0,0 -0,1 -0,3 -0,2 -0,1 -0,1 -0,2

Fase da cultura Inicial Inicial Inicial inicial inicial inicial inicial inicial inicial desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento desenvolvimento florescimento florescimento florescimento florescimento florescimento florescimento florescimento

Dia Juliano 108 111 114 124 127 128 135 138 140 144 146 149 150 152 153 156 160 163 164 165 167 168 169 170

Ts 25,4 25,2 25,0 25,1 25,2 25,7 25,3 26,2 25,7 26,1 25,6 26,1 25,2 24,1 25,2 25,8 24,6 26,2 26,3 25,5 25,7 26,1 24,8 25,3

UR 86,6 91,7 88,5 92,1 90,2 89,0 89,9 84,6 88,4 86,1 88,5 83,1 88,1 91,6 83,3 84,6 88,0 81,1 80,3 84,0 81,4 78,7 88,5 86,7

vento 1,2 1,5 1,1 0,9 1,3 0,8 1,0 1,1 0,6 1,0 1,4 1,0 0,8 1,3 1,2 1,4 1,3 1,2 1,7 1,4 1,2 1,3 1,4 1,0

Rnet 12,3 11,5 13,2 9,6 10,9 11,8 12,1 12,6 11,0 13,7 10,5 12,9 9,4 7,8 12,2 11,8 10,5 12,8 11,4 10,7 11,8 12,6 8,1 10,6

G -0,1 -0,1 -0,1 -0,1 -0,1 -0,1 -0,1 -0,1 -0,1 0,0 -0,1 0,0 -0,1 -0,3 -0,1 0,1 -0,1 0,1 -0,1 0,0 0,0 0,0 -0,2 -0,1

Fase da cultura florescimento frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao frutificaao maturaao maturaao maturaao maturaao maturaao maturaao maturaao

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