Análise espacial da temperatura e umidade relativa do ar em um pomar de pessegueiro, no município de Morro Redondo-RS **

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1 Análise espacial da temperatura e umidade relativa do ar em um pomar de pessegueiro, no município de Morro Redondo-RS ** 2 Viviane Santos Silva Terra 1 *, Carlos Reisser Júnior 2 *, Luís Carlos Timm 3 *, Flávio Luiz Carpena Carvalho 2, José Francisco Martins Pereira 2 * 1 Pós-Graduanda em Sistemas de Produção Agrícola Familiar, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário, s/n, CEP , Capão do Leão, RS, Brasil 2 Pesquisadores da Embrapa Clima Temperado, BR-392, Pelotas, RS, Brasil 3 Bolsista de Produtividade do CNPq, Professor do Departamento de Engenharia Rural, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário, s/n, CEP , Capão do Leão, RS, Brasil * vssterra@yahoo.com.br; reisser@cpact.embrapa.br; lcartimm@ufpel.edu.br; flavio.carvalho@cpact.embrapa.br; jose.pereira@cpact.embrapa.br **Parte da tese de doutorado do primeiro autor Resumo: Os elementos do tempo e clima afetam diretamente o crescimento e o desenvolvimento das plantas sobre diferentes formas e nas diversas fases do seu ciclo, podendo ocasionar prejuízo na produção de uma determinada cultura. Dados de temperatura do ar e umidade relativa do ar têm grande importância no clima de uma região, interferindo significativamente no rendimento das culturas. O estudo dessas variáveis torna-se relevante no planejamento das atividades agrícolas, principalmente as relacionadas ao consumo de água das plantas já que temperatura e umidade relativa do ar são importantes componentes da evapotranspiração potencial. O trabalho teve como objetivo estudar a variabilidade espacial da temperatura do ar e umidade relativa do ar dentro de um pomar de pessegueiro, no município de Morro Redondo-RS, utilizando a técnica de geoestatística. Os dados foram obtidos através de duas estações meteorológicas, automáticas, uma fixa localizada próxima ao pomar e outra acoplada a um trator. As observações foram realizadas no dia 10 de agosto de 2010, e em dois horários às 7 e às 13 h. As variáveis climáticas apresentaram dependência espacial maior que 75%. O conhecimento da distribuição espacial da temperatura e da umidade relativa do ar dentro de um pomar é importante para a realização do planejamento e dimensionamento de um sistema de irrigação, visando à maximização da produção. Palavras-chave: geoestatística, variável climática, krigagem, variabilidade temporal. Sapatial analysis of temperature and relative humidity of air in a peach orchard in the city of Morro Redondo-RS Abstract: The elements of weather and climate directly affect the growth and development of plants on different forms at different stages of your cycle and can cause damage to the production of a particular culture. Data on air temperature and relative humidity are of great importance in the climate of a region, significant effects on crop yields. The study of these variables becomes relevant in the planning of agricultural activities, especially those related to water consumption of plants as temperature and relative humidity are important components of potential evapotranspiration. The work aimed to study the temporal variability of air temperature and relative humidity in a peach orchard in the town of Morro Redondo-RS, using the technique of geostatistics. Data were obtained from two weather stations, automatic, a flat located next to the orchard and the other attached to a Agricultura de Precisão para culturas perenes 207

2 tractor. The observations were made on 10 August 2010, and two times at 7:00 AM and 1:00 PM. The time dependence of climate variables showed greater than 75%. Knowledge of the temporal distribution of temperature and relative humidity within an orchard is important for the achievement of planning and design of an irrigation system, aimed at maximizing production. Keywords: geostatistics, climatic, kriging, temporal variability. 1. Introdução Ao passar de cada ano, em diferentes regiões do mundo, as características do clima não se apresentam da mesma forma. Invernos mais quentes, ainda com fortes incidências de eventos extremos de frio, assim como, períodos de estiagem mais prolongados são alguns exemplos de alterações climáticas que tem causado grandes impactos à sociedade (CAMARGO et al., 2006). Tais eventos vêm sendo, motivo de grandes preocupações para pesquisadores, na última década, principalmente no que diz respeito à agricultura e suas consequencias para a humanidade. Os elementos do tempo e clima afetam diretamente o crescimento e o desenvolvimento das plantas sobre diferentes formas e nas diversas fases do ciclo da planta, podendo ocasionar prejuízo na produção de uma determinada cultura. Dados de temperatura e umidade relativa do ar têm grande importância no clima de uma região, interferindo no rendimento das culturas. Estas variáveis do clima estão muito relacionadas ao consumo de água pelas plantas, visto que são parte influente no cálculo da evapotranspiração potencial de determinada região. Além da relação com o consumo de água a temperatura também influi no crescimento e desenvolvimento e a umidade relativa do ar tem relação direta com a incidência de doenças e por consequência na produtividade. No Rio Grande do Sul, a temperatura do ar foi objeto de estudos de identificação de regiões homogêneas (DINIZ et al., 2003). Normalmente a identificação de regiões homogêneas são realizadas em grandes áreas e não dentro de propriedades agrícolas, onde seriam muito importantes para se analisar as variabilidade espacial da produtividade das culturas e dos fatores a ela relacionados. Por isso, a utilização de modelos matemáticos e estatísticos tem explicado o comportamento dos fenômenos que ocorrem na natureza, em particular na agricultura. Dentre as técnicas estatísticas utilizadas para análise e interpretação de dados climáticos, encontra-se a geoestatística, que tem como principal característica a análise da distribuição temporal e/ou espacial entre as observações, determinado, por meio do variograma, à distância ou período de tempo de dependência entre elas. O presente trabalho tem como objetivo estudar a variabilidade espacial da temperatura e umidade relativa do ar, em um pomar de pessegueiro, no município de Morro Redondo-RS, utilizando a geoestatística. 2. Material e métodos O estudo foi realizado em uma propriedade rural, localizada no município de Morro Redondo-RS. O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é Cfa, ou seja, temperado úmido com verões quentes. A região possui temperatura e precipitação média anual de 18 C e 1509,2 mm, respectivamente, apresentando uma umidade relativa média do ar de 78,8%. O trabalho foi realizado em um pomar de pessegueiro cultivar Esmeralda, com 4 anos de idade, com um total de 1450 plantas, divididas em 18 linhas, espaçamento entre plantas de aproximadamente 1,7 m e entre linhas de 5,5 m. As observações foram realizadas no dia 10 de agosto de 2010 e em dois horários, às 7 e às 13 h. Foram utilizadas 2 Estações Automáticas, modelo Squitter, sendo uma fixa próximo ao pomar (a) e a outra móvel acoplada em um trator (b e c), como mostra a Figura AGRICULTURA DE PRECISÃO: UM NOVO OLHAR

3 As duas estações que foram sintonizadas no mesmo Ao semivariograma experimental foi ajustado um horário foram programadas para registrarem a modelo teórico, onde são obtidos os seus parâmetros medida da temperatura e umidade relativa do ar de ajuste (C0 = efeito pepita; C0 + C =patamar; a cada minuto. O levantamento dos dados com A = alcance). O ajuste dos modelos e a elaboração a estação móvel foi realizado entre as linhas de dos mapas de zonas homogêneas, por meio da pessegueiro, sendo estipulado um tempo zero krigagem, foram realizados por meio do programa (inicial) na primeira planta. Logo após, o trator se deslocava lentamente e a cada um minuto, era anotado o horário e a planta em que este se localizava. Visando uniformização das leituras realizou-se a espacialização da diferença de leitura entre as estações fixa e móvel, das variáveis em GS+ (ROBERTSON, 1998). Para analisar o grau de dependência espacial (GD) das variáveis em estudo, utilizou-se a classificação de Zimback (2001), onde são calculados pela equação [GD = (C/C + C0)*100], em que GD < 25% é baixo, 25% < GD < 75% é médio e GD > 75% é alto. estudo, para as diversas posições dentro do pomar onde a estação se localizava a cada momento. A estrutura de dependência espacial para a diferença entre variáveis nas estações foi avaliada por meio 3. Resultados e discussão Na Figura 2, observa-se a variação da temperatura e umidade relativa do ar ao longo do dia, em função da geoestatística calculando o semivariograma dos diferentes horários de registro. Analisando experimental (VIEIRA et al., 1983). a figura verifica-se que no período da manhã a = γ (h) 1 2 N (h) N ( h) [ Z ( xi ) Z ( xi + h)]2 i =1 (1) variação dos dados para ambas as variáveis foram maiores do que no período da tarde. O uso de em que: γ(h) é a semivariância experimental diferença de medidas das variáveis, entre as estações estimada, N(h) é o número de pares de observações tende a eliminar está variação, deixando somente Z(xi) e Z(xi + h) separados por uma distância h. a variação espacial. Os horários de medida é que a b c Figura 1. Estações automáticas, modelo Squitter, uma fixa próxima ao pomar (a) e outra móvel, acoplada a um trator (b e c). Figura 2. Variação da temperatura do ar, da umidade relativa do ar e diferença entre estações (F = fixa e M = Móvel) ao longo do dia. Agricultura de Precisão para culturas perenes 209

4 determinaram estes tipos de variação, pela manhã, início das leituras, a temperatura encontrava-se o aparecimento da radiação solar, aquecendo as a aproximadamente 2 C e com uma umidade superfícies e o ar, causando uma maior variação, relativa de 85%. Já as 9 h foram encontrados valores o que é normal. Já pela tarde, como a medida foi de 12 C e 50%, para temperatura e umidade realizada num período estável de radiação e com relativa do ar, respectivamente. Comprovando estabilidade de temperatura a variação foi mínima. que a umidade relativa tem tendência de evolução Pode-se observar na Figura 2, que a variação das inversa à da temperatura do ar, desde que este não diferenças segue um padrão, totalmente diferente esteja saturado de vapor d água. da variação da temperatura e da umidade relativa Observou-se na Tabela 1, que os modelos do ar. Nota-se também na Figura 2, que às 7 h, matemáticos que melhor se ajustaram aos dados Tabela 1. Modelos e parâmetros dos variogramas da temperatura do ar ( C) e umidade relativa do ar (%). Período Variáveis Manhã U.R. Tarde Modelo C0 C0+C A R² GD (%) 1,050 15,180 27,0 0, Temp. 0,014 1,302 96,3 0,953 98,9 U.R. Exponencial 0,480 6,308 13,5 0, Temp. 0,021 0,275 48,2 0, C0 = efeito pepita; C0 + C = patamar; A = alcance (m); R2 = coeficiente de determinação; GD = grau de dependência (%). a b c d Figura 3. Mapas de distribuição espacial das variáveis climáticas temperatura do ar no período manhã (a) e tarde (b), e umidade relativa do ar no período manhã (c) e tarde (d). 210 AGRICULTURA DE PRECISÃO: UM NOVO OLHAR

5 das variáveis temperatura e umidade relativa do ar, gerados através da diferença entre a estação fixa e a estação móvel (trator) foram o esférico e exponencial. Para a temperatura no período da manhã e tarde, o modelo esférico foi o que melhor se ajustou ao semivariograma experimental, conforme mostra a Tabela 1, com coeficientes de determinação (R 2 ) de 0,953 e 0,954% na manhã e tarde, respectivamente. Nota-se que para a umidade relativa do ar os modelos que melhor se ajustaram foram o esférico e o exponencial, no período da manhã e da tarde, respectivamente. Sendo os seus coeficientes de determinação (R 2 ) de 0,912% para manhã e de 0,825% para período da tarde. A dependência espacial apresentou-se alta, maior que 75%, para as duas variáveis e para ambos os períodos analisados, considerando os limites propostos por Zimback (2001). Após a determinação dos modelos teóricos e seus parâmetros de ajuste (Tabela 1), foram gerados os mapas de contorno através de Krigagem (Figura 3). Na Figura 3a,c apresentam-se os dados referentes à Temp. e a U.R. no período da manhã. Observa-se que em regiões onde a Temp. se encontrava baixa a U.R. apresentou valores altos. Isto ocorre devido a altas concentrações de vapor d água, podendo afetar na proliferação de doenças e por consequência na produtividade. No período da tarde (Figura 3b,d) houve um comportamento inverso, onde a temperatura apresentou valores altos e a umidade relativa do ar valores baixos. Tal fato pode ter ocorrido devido à incidência da radiação solar, elevando com isso a temperatura do ar. 4. Conclusões Verificou-se que existe uma alta dependência espacial da temperatura do ar e também umidade relativa do ar, obtidas através da diferença dos dados da estação fixa e da estação móvel. Agradecimentos À EMBRAPA Clima Temperado, ao Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Produção Agrícola Familiar-UFPel pelo auxílio financeiro, a CAPES pela concessão de bolsa e ao produtor Marcus Fiss pela concessão da área experimental. Referências CAMARGO, C. G. C.; BRAGA, H.; ALVES, R. Mudanças climáticas atuais e seus impactos no Estado de Santa Catarina. Agropecuária Catarinense, v. 19, n. 3, p , DINIZ, G. B.; BERLATO, M. A.; CLARKE, R. T.; FONTANNA, D. C. Identificação de regiões, homogêneas de temperaturas máximas e mínima do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v. 11, n. 2, p , ROBERTSON, G. P. GS+ geostatistics for the environmental sciences: GS+ user s guide. Plainwell: Gamma Design Software, p. VIEIRA, S. R.; HATFIELD, J. L.; NIELSEN, D. R.; BIGGAR, J. W. Geostatistical theory and application to variability of some agronomical properties. Hilgardia, v. 51, p. 1-75, ZIMBACK, C. R. L. Análise espacial de atributos químicos de solos para fins de mapeamento da fertilidade f. Tese (Livre-Docência em Levantamento do solo e fotopedologia)- Universidade Estadual Paulista, Botucatu, Agricultura de Precisão para culturas perenes 211