QUANTIFICAÇÃO DA DEMANDA HÍDRICA UTILIZANDO O BALANÇO DE ÁGUA NO SOLO E O LEVANTAMENTO AGRÍCOLA POR IMAGENS DE SATÉLITE 1 RESUMO

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1 Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, ISSN QUANTIFICAÇÃO DA DEMANDA HÍDRICA UTILIZANDO O BALANÇO DE ÁGUA NO SOLO E O LEVANTAMENTO AGRÍCOLA POR IMAGENS DE SATÉLITE GUILHERME PEDRO VIERO 1 ; JOSÉ HILÁRIO DELCONTE FERREIRA 2 E EUDES JOSÉ ARANTES 3 1 Tecnólogo em Gerencamento Ambental Unversdade Tecnológca Federal do Paraná, Câmpus Campo Mourão Va Rosalna Mara dos Santos, CEP Campo Mourão, PR. gpvero@gmal.com 2 Departamento Acadêmco de Ambental Unversdade Tecnológca Federal do Paraná, Câmpus Campo Mourão Va Rosalna Mara dos Santos, CEP Campo Mourão, PR. jferrera@utfpr.edu.br 3 Departamento Acadêmco de Ambental Unversdade Tecnológca Federal do Paraná, Câmpus Campo Mourão Va Rosalna Mara dos Santos, CEP Campo Mourão, PR. eudesarantes@utfpr.edu.br 1 RESUMO A rrgação é necessára desde os prmórdos da cvlzação humana e na atualdade representa a maor parcela dos usos da água. A quantfcação dos recursos hídrcos destnados à rrgação consttu em um problema, tendo em vsta que exstem mensas áreas rrgadas que consomem grandes volumes de água. Este trabalho tem objetvo de realzar um modelo de quantfcação do consumo hídrco em sstemas de rrgação por aspersão tpo pvô central, utlzando o Dstrto Federal como estudo de caso. Dados orundos de três estações clmatológcas foram analsados, e utlzados junto a uma metodologa de planejamento prelmnar de projetos de rrgação, a fm de que se obtvesse a demanda de água para rrgação, ou seja, as perdas por evapotranspração somadas a demanda de água do cclo vegetatvo de uma determnada cultura, sendo essa dentfcada a partr de magens de sensoramento remoto, em conjunto com o calendáro agrícola regonal. Os resultados encontrados para a evapotranspração foram comparados de forma smlar para os dados das três estações clmatológca. No cálculo das demandas hídrcas verfcou-se a pequena nfluênca da pedologa quanto às quantdades totas, mas observou-se a nfluênca nos turnos de rega. Palavras-chave: Balanço hídrco, evapotranspração, sensoramento remoto, rrgação. VIERO, G.P.; FERREIRA, J.H.D.; ARANTES, E.J. MEASUREMENT OF WATER DEMAND USING SOIL WATER BALANCE AND AGRICULTURAL SURVEY BY SATELLITE IMAGES 2 ABSTRACT Irrgaton has been a necessty snce the begnnng of human cvlzaton, and today t represents the largest proporton of water use. Quantfcaton of water resources for rrgaton has been a concern, as many rrgated areas exst whch consume great water volume. The objectve of ths study was to develop a quantfcaton model of water consumpton n systems of sprnkler rrgaton wth a center-pvot type n the Federal Dstrct. Data from three Recebdo em 21/05/2013 e aprovado para publcação em 14/09/2014

2 676 Quantfcação da demanda... clmatologcal statons were analyzed and appled together wth a methodology for ntal plannng of rrgaton projects to evaluate water demand for rrgaton, that s, the losses by evapotranspraton added by the water demand of the vegetatve cycle of each culture. The latter was dentfed from mages of remote sensng together wth the regonal agrculture calendar. Results of evapotranspraton were smlarly compared wth data from the three clmatologcal statons. Concernng water demand, lttle effect of pedology was observed on total quantty, but the effect was observed on the rrgaton frequency. Keywords: water balance, evapotranspraton, remote sensng, rrgaton. 3 INTRODUÇÃO O homem desde as prmeras colonzações teve água como prncpal fonte de sobrevvênca, tanto para sua dessedentação quanto ao uso para rrgação, tornando a água uma fonte de energa (conversão em almentos). Porém, quanto à qualdade e quantdade de água requerda, acredtavam-se não ter fm. Segundo dados da Organzação das Nações Undas para Agrcultura e Almentação FAO (2010), no Brasl 62% dos usos são destnados ao ambente agrícola (à produção agrícola), 20% para abastecmento humano, 18% uso ndustral, sem que haja cobrança por esse bem para fns de rrgação. E anda, no Brasl houve um aumento das áreas rrgadas de 0,8 mlhões ha em 1970 para 2,7 mlhões ha em 1990 e 3,1 mlhões ha em Tendo em vsta as dversas les federas e estaduas, que tratam a água como um bem públco, onde todos têm o dreto ao uso. Alguns agrcultores certamente são prvlegados, onde poucas propredades têm recursos hídrcos dsponíves. Além dsso, les federas e estaduas tratam da cobrança do uso da água, o códgo federal das águas de 1934 que fo regulamentada pela le federal /04. Nesse contexto surge uma problemátca, de como pode ser quantfcada a água utlzada em sstemas de rrgação, tendo em vsta que exstem mensas áreas rrgadas onde são consumdos grandes volumes de água sem que haja controle, torna-se vável um modelo de quantfcação baseado em balanço hídrco, que mede a entrada e saída de água do solo, consderando as necessdades hídrcas das culturas. O trabalho fo realzado utlzando dados clmatológcos de três estações clmatológcas automátcas localzadas nas proxmdades e dentro dos lmtes do Dstrto Federal, que está localzado no centro-oeste braslero. O mesmo tem como objetvo a elaboração de um modelo de quantfcação de recursos hídrcos consumdos pela rrgação por aspersão, método pvô-central, através do balanço hídrco clmatológco. Utlzando dados de evapotranspração de referenca ETO obtdos pelo método unversal padrão FAO 56 Penman-Monteth (FAO56-PM) de estações clmatológcas automátcas e exemplfcar um modelo de quantfcação da demanda hídrca, baseada em dados pedológcos do Dstrto Federal e cultura agrícola mplantada sob regme rrgado dentfcada a partr de uma sére hstórca de magens de Sensoramento Remoto dos sensores TM a bordo do satélte Landsat-5 e sensores CCD a bordo dos satéltes CBERS-2 e CBERS-2B. Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

3 Vero, et al MATERIAL E MÉTODOS O trabalho fo realzado nas proxmdades e dentro dos lmtes do Dstrto Federal (Fgura 1). O Dstrto Federal está localzado no centro-oeste braslero lmtado ao norte pelo paralelo 15º30 00, e o extremo sul pelo paralelo 16º03 06, ocupando uma área de 5.782,80 Km², dentro do Estado de Goás. Apresenta topografa suave, com alttudes entre 750 e 1349 metros, é drenado por ros que pertencem às mas mportantes bacas fluvas do Brasl: Baca Platna, Baca São Francscana e Baca Amazônca. O Dstrto Federal é consderado relatvamente pequeno quando comparado com os demas Estados brasleros, porém seu terrtóro agrícola é composto por vastas áreas rrgadas pelo método de aspersão tpo pvô-central. De acordo com a classfcação de Koppen, o clma do DF é consderado tropcal de savana e temperado chuvoso com nverno seco, exstem duas estações bem defndas, uma chuvosa e quente, e outra fra e seca. A temperatura méda regstrada ao longo do ano é de 20,5 ºC, a precptação pluvométrca méda anual de mm, já a formação vegetal é predomnantemente savana, conhecda como cerrado. Segundo Barbosa et al. (2009), na área estudada ocorrem de Latossolos Vermelhos nos topos das Chapadas Elevadas do DF, o relevo plano e suave ondulado, consttundo solos altamente ntemperzados, evdencando processo acentuado de latolzação. Já nas bordas das Chapadas Elevadas ocorrem prncpalmente os Latossolos Vermelho-Amarelos, e sempre adjacentes aos Latossolos Vermelhos e apresentam horzontes ltoplíntcos a concreconáros. Fgura 1. Lmtes do Dstrto Federal, estações clmatológcas e áreas rrgadas. Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

4 678 Quantfcação da demanda... A012 Sensoramento Remoto e Sstemas de Informações Geográfcas. As atvdades geotecnológcas foram realzadas com o auxlo do software Sprng INPE, os dados de entrada se concentraram em magens de dos sensores, o sensor TM - (Thematc Mapper) a bordo do satélte Landsat-5, essas magens possuem sete bandas, com resolução geométrca das magens nas bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 de 30 metros e para a banda 6 a resolução é de 120 metros; magens do sensor CCD - (Couple Charged Devce) a bordo dos satéltes CBERS-2 e CBERS-2B, a câmera CCD possu cnco faxas espectras e fornece magens de uma faxa de 113 Km de largura a uma resolução de 20 metros. A resolução temporal desses satéltes é de 26 das. O software Sprng em sua plataforma de processamento exge a cração de um banco de dados, que concentrou todos dados nerentes ao sensoramento remoto e sstemas de nformações geográfcas, os dados de entrada se concentraram bascamente em magens de satélte georreferencadas. As magens utlzadas datadas entre o ntervalo de 05 de junho a 13 de outubro de 2008 conforme Tabela 1. O prmero passo no tratamento das magens fo unão das bandas espectras, as cenas quando solctadas ao Insttuto Naconal de Pesqusas Espacas INPE foram Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

5 Vero, et al. 679 dsponblzadas em bandas espectras separadas, sendo necessáro a unão desses arquvos, formando um só arquvo de magem. Na realzação do georreferencamento das magens foram utlzados projeção e datum referentes ao banco utlzado, no caso projeção UTM e datum WGS-84 a magem utlzada como base para o georreferencamento fo adqurda junto à USGS Unted State Geology Servce. Tabela 1. Imagens dos satéltes com respectvas datas, sensores, e ntervalos temporas entre cenas. Satélte Orbta/ponto Data da magem Sensor CBERS_2B 157/118 05/06/2008 CCD CBERS_2 157/118 27/06/2008 CCD CBERS_2B 157/118 01/07/2008 CCD Landsat 5 221/071 15/07/2008 TM CBERS_2B 157/118 27/07/2008 CCD Landsat 5 221/071 16/08/2008 TM CBERS_2B 157/118 22/08/2008 CCD Landsat 5 221/071 01/09/2008 TM CBERS_2B 157/118 17/09/2008 CCD CBERS_2B 157/118 13/10/2008 CCD Os processos executados posterormente a nserção desses dados ao banco foram efetuados de forma manual, processos de dentfcações (temporal e espectral) e também a cração de vetores, quantfcando as áreas rrgadas. As cenas com suas respectvas composções, Landsat-5 (R:5-G:4-B:3), CBERS-2B (R:3-G:4-B:2) CBERS-2 (R:3-G:4-B:2), auxlaram na dentfcação e quantfcação das áreas rrgadas; com a utlzação da edção vetoral, polígonos foram crados crcundando áreas que apresentassem característcas de áreas agrícolas rrgadas tpo pvô central. O tratamento das magens, cenas Landsat-5 (R:5-G:4-B:3) em conjunto com CBERS- 2B (R:3-G:4-B:2) CBERS-2 (R:3-G:4-B:2), formaram uma sére hstórca com ntervalo temporal máxmo de 26 das entre uma cena e outra, essas magens quando alocadas em respectva ordem cronológca, auxlaram a dentfcação da evolução do cclo vegetatvo de determnada cultura sob regme de rrgação apresentando os ntervalos entre níco e termno do cclo vegetatvo, outro fato mportante nessa determnação fo a utlzação de um calendáro agrícola local, que de forma genérca e sucnta consegue expor o verdadero cenáro agrícola da regão do Dstrto Federal. A dentfcação das culturas mplantadas se fez necessára uma vez que a determnação dos coefcentes Kc (Tabela 2), responsáves pela conversão de ETO em ETC, são necessáros conhecmentos prévos da cultura em questão e o estádo vegetatvo em que se encontra, pos esses coefcentes varam conforme o cclo em que se encontra a planta. Pesqusadores brasleros estão desenvolvendo metodologas que possbltam a utlzação de geotecnologas nos atuas sstemas de levantamentos de safras agrícolas, na estmatva da área plantada (RUDORFF et al., 2005), e também na estmatva da produtvdade agrícola (RIZZI, 2004). A companha naconal de abastecmento CONAB vem utlzando, desde 2004, recursos tecnológcos de efcênca comprovada tas como: modelos estatístcos, Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

6 680 Quantfcação da demanda... Sensoramento Remoto, posconamento por satélte (GPS), SIG s e modelos agrometeorológcos (CONAB, 2013). A mesma realza seu levantamento agrícola baseado em um modelo objetvo amostral onde a partr de magens de satélte (CBERS e Landsat), são alocados pontos aleatóros em dversas regões onde serão realzadas as coletas de dados a campo, a partr desses dados crase a amostra estratfcada de muncípos dentro de crtéros de confabldade pré estabelecdos. Para determnação da demanda hídrca, foram adotadas duas classes de textura do solo; uma arenosa e outra arglosa. A textura do solo é responsável pela determnação do coefcente Ks, utlzado na determnação da demanda hídrca. Determnação da Evapotranspração de Referênca (ETo) Utlzando Método FAO56- PM O calculo da ETO fo realzado a partr do método FAO56-PM, a equação 1 e fo aplcada para a determnação da ETOhorára (ETO h -1 ), de forma a converter em dados de ETOdára (ETO d -1 ). Segundo Quagla (2005) dversos autores encontraram boa correlação entre dados meddos em lsímetros e dados estmados pela equação de Penman - Monteth como, Jensen et al. (1990), Allen et al. (1998), Maggotto (1996), Camargo e Sentelhas (1997), Sentelhas (1998), Perera (1998), Rbero (1996), z (1999), e Azevedo (1999). Foram utlzados dados procedentes de três estações clmatológcas automátcas, as estações Brasíla - A001, Faculdade da Terra A008 e Luzâna A012. Essas estações foram adotadas devdo à proxmdade geográfca da área de estudo (Fgura 1). As fórmulas referentes ao modelo foram executadas no software Mcrosoft Offce Excel, dados clmatológcos com temporaldade de 1 hora foram adqurdos junto ao Insttuto Naconal de Meteorologa INMET, os dados utlzados no modelo foram; a radação (KJ m - ²), umdade relatva (%), precptação (mm), temperatura (ºC) e velocdade do vento (m s -1 ). Foram elaboradas tabelas e gráfcos partr dos dados obtdos entre os das 20/06/2008 a 30/09/2008. A comparação entre os resultados das ETO dára e ETO mensal fo realzada através dos valores acumulados no da ou acumulo em cada mês. Outro parâmetro utlzado nessa comparação fo à correlação, ou seja, à smlardade exstente entre dados das dferentes estações, comparando-se ETO, dáras, mês a mês, e também a correlação da ETO total acumulada de cada mês. A ETO fo calculada pela segunte equação, dada por FAO56-PM: ET O 0,408Δ o R G γ u e T n 2 hr a Thr 273 (1) 37 Δ γ 1 0,34u 2 e Em que: ETO: evapotranspração de referênca, mm h -1 Rn: saldo de radação na superfíce do pasto, MJ m -2 h -1 G: fluxo de calor densdade do solo, MJ m -2 h -1 Thr: temperatura méda horára do ar, C Δ: nclnação da curva de saturação de pressão de vapor, kpa C -1 γ: constante pscrométrca, kpa C -1 e : (Thr) saturação pressão de vapor, a temperatura do ar Thr, kpa Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

7 Vero, et al. 681 ea: horáro médo real pressão de vapor, kpa u2: méda horára superor à velocdade do vento, m s -1 A abordagem FAO56-PM, tal como formulada acma nclu todos os parâmetros que regem no ntercâmbo de energa e correspondente ao fluxo de calor latente (ET) representando unformes extensões de vegetação. A maora dos parâmetros meddos é ou pode ser faclmente calculada a partr de dados meteorológcos. Determnação da Evapotranspração Real ETc A ETO da cultura fo calculada a partr da equação 2. ETc ETO Ks Kc (2) Em que: ETC : evapotranspração real no da, mm Kc: coefcente de cultura no da, admensonal Ks: coefcente de umdade do solo no da, admensonal. Os valores utlzados na determnação do Kc estão descrtos na Tabela 2. Tabela 2. Coefcente de cultura (Kc) para váras fases do fejoero em Praccaba SP. Duração Fase da Cultura Kc (das) Semeadura emergênca V1 3 folha trfololada (V4) V4 pré-floração (R5) R5 nco da floração (R6) R6 nco do enchmento dos grãos (R8) R8 maturação fsológca Fonte: Araujo et al.,(1996) Os valores de Ks foram calculados por meo da equação 3. Ks ln(laa 1) (3) ln(cta 1) Em que: LAA: lâmna de água armazenada no solo no da, mm CTA: capacdade total de água no solo, mm Em que CTA é a capacdade total de água no solo (mm) e pode ser calculada por meo da equação 4: CTA DTA*Z (4) Em que: CTA: Capacdade total de água no solo, mm Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

8 682 Quantfcação da demanda... DTA: Dsponbldade total de água, mm cm -1 Z: profunddade efetva do sstema radcular, cm Foram utlzados dados tabelados no cálculo da CTA, A Tabela 3 apresenta valores propostos por Bernardo et al. (2005), onde atrbu valores de porosdade do solo (%), densdade (%), CC (% por peso) e dsponbldade total de água no solo DTA (mm cm -1 ), correlaconados com a textura do solo. A determnação da textura fo baseada no mapa pedológco dgtal proposto por Reatto et al. (2004), anterormente ctado, onde os solos do Dstrto Federal foram reclassfcados de acordo com o sstema braslero de classfcação dos solos determnado pela EMBRAPA. Tabela 3. Valores de porosdade, densdade, capacdade de campo (Cc) e dsponbldade total de água no solo (DTA) para dferentes texturas. Textura do solo Porosdade (%) Densdade (ds) Cc (% em peso) DTA (mm cm -1 ) Arenosa ,55-1, ,6-1,0 Franco-arenosa ,40-1, ,9-1,5 Franco-arenosa- arglosa ,35-1, ,4-2,0 Franco-arglosa ,30-1, ,6-2,2 FONTE: (BERNARDO et at., 2005) Posteror, a dentfcação da cultura do fejão fo adotada profunddade do sstema radcular efetvo gual a 0,25 m (ZOCOLER et al.,2001). Balanço de Água no Solo A dsponbldade de ferramentas matemátcas a servço da rrgação pode ser nterpretada por um balanço hídrco, que consttu em um balanço de massa dado pela contabldade da água que entra e sa do solo que va da superfíce até certa profunddade (BERNARDO et al., 2005). Segundo Rghetto, (1998) os componentes desse balanço hídrco são dados pela entrada de água de chuva ou de rrgação, e as perdas pela ET, nfltração e enxurradas (escoamento superfcal). A relação entre saída e entrada de água no solo fo calculada a partr da equação 5, no níco da smulação consderou-se que o solo encontrava-se em CC. LAA LAA 1 Pe ETr (5) Em que: LAA: lâmna de água armazenada no solo no da, mm LAA -1 : lâmna de água armazenada no solo no da anteror a, mm ETr: evapotranspração real da cultura no da, mm Pe: precptação efetva no da, mm. Precptação Efetva Para o cálculo da precptação efetva consderou-se como precptação chuvas maores ou gual a 5 mm. O cálculo fo baseado na capacdade de armazenamento de água no solo, fo utlzada a segunte equação 6. Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

9 Vero, et al. 683 Pe 1 P LAA (6) Em que: Pe = P se P (CTA LAA -1 ), ou Pe = (CTA LAA -1 ) se P > (CTA LAA -1 ). P:precptação durante o da, mm Irrgação Real Necessára IRN A rrgação real necessára fo calculada utlzando-se a equação 7. IRN CTA LAA (7) Em que: IRN: rrgação real necessára, mm LAA: lâmna de água armazenada no solo no da, mm CTA: capacdade total de água no solo, mm Irrgação Total Necessára ITN. Os cálculos referentes a ITN ou demanda de água, foram realzados para a cultura do fejão, sob dferentes tpos de solo, um solo argloso e outro arenoso. Consderando turno de rega de 6 das para o solo argloso sendo antecpado em algumas crcunstâncas para 4 ou 5 das e 2 das para o solo arenoso, os valores de ETO das três estações foram utlzados objetvando a ETO méda, consderando os 2 tpos de solos. A atrbução de valores à efcênca da rrgação é descrto por Gomes, (1999) e Bernardo et al., (2005) os valores referentes a efcênca de aplcação podem varar entre 60% em regões árdas com aplcação durante o da, e podem alcançar 90% em aplcações realzadas durante período noturno. Esses valores sofrem varações nerentes à ação dos ventos, radação e percolação. Para tanto, adotou-se efcênca de 80%, conforme recomendado para níves de projeto. ITN IRN Ea/100 (8) Em que: ITN: rrgação total necessára, mm IRN: rrgação real necessára, mm Ea: efcênca de aplcação da rrgação, % (adotado 80%). 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO Sensoramento Remoto e Sstemas de Informações Geográfcas Identfcação das áreas rrgadas As magens ctadas na Tabela 1 auxlaram na dentfcação e quantfcação das áreas rrgadas; a Fgura 2 demonstra os polígonos que foram crados crcundando áreas que apresentassem característcas de áreas rrgadas por aspersão tpo pvô-central. Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

10 684 Quantfcação da demanda... A dentfcação dessas áreas fo desenvolvda a partr de cenas escolhdas aleatoramente e a premssa era dentfcar áreas de formato crcular que apresentassem desenvolvmento vegetatvo com característcas agrícolas. A dstnção das áreas rrgadas durante os meses os quas foram obtdas as magens são marcantes, tratando-se de uma época de estagem em todo centro-oeste braslero. Essas áreas apresentam ntenso desenvolvmento vegetatvo, além de forma físca mpar, caracterzadas por elementos esfércos, geralmente à margem de ros, barragens e pequenas represas. Fez-se necessáro a utlzação de varas cenas devdo à exstênca de períodos onde algumas áreas rrgadas encontravam-se em período pós-colheta ou entre safra. Sendo faclmente confunddas com áreas não rrgadas, no entanto cenas dos meses subsequentes demonstravam a exstênca dessas áreas. Meneses et al. (2001) e Mederos et al. (1996) utlzaram ferramentas de sensoramento remoto para quantfcar as áreas de cultvos de cana de açúcar, mlho e soja, mas os resultados apresentados não condsseram com os cadastrados nos órgão gestores da agrcultura. Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

11 Vero, et al. 685 Fgura 2. Imagem Landsat 5, com lmtes do Dstrto Federal e dentfcação dos alvos rrgados Identfcação das culturas agrícolas Na dentfcação das áreas rrgadas no Dstrto Federal foram utlzadas magens Landsat-5, CBERS-2B e CBERS-2 trabalhando sempre em conjunto com magens dos três satéltes. A sére hstórca confecconada de aproxmadamente cnco meses, nclundo magem dos três satéltes, orentou o levantamento da safra agrícola, essas cenas possbltaram a dentfcação e dferencação do espaço temporal dos cclos vegetatvos das culturas agrícolas exstentes no dstrto, observando desde a germnação à maturação. Segundo Sano et al.(2005), as prncpas culturas produzdas sob pvô-central no Dstrto Federal são o fejão, o trgo, a cevada e o mlho. A Fgura 3 mostra a evolução do cclo vegetatvo, de uma cultura sob regme de rrgação apresentando ntervalo de cerca de 95 das do níco ao térmno do cclo vegetatvo possvelmente representando a cultura do fejão. As magens utlzadas demonstraram forte potencal na dentfcação do desenvolvmento temporal das culturas agrícolas. A Fgura 3 demonstra uma sére hstórca de 4 meses, sendo vsvelmente perceptvo os dferentes cclos em que se encontra a cultura do fejão, em um prmero momento na cena b pode-se observar as plântulas começando seu cclo vegetatvo. Supondo que tenham emergdo/germnado no da 20/06/2008 posteror a 11 / 25 das nas cenas c / d nota-se um rápdo avanço, o ntenso e unforme desenvolvmento da bomassa, em um tercero momento, passados 37 / 57 / 63 / 73 das cenas e / f / g / h as Irrga, Botucatu, v. 19, n.4, p , outubro-dezembro, 2014

12 característcas vsuas são as mesmas, forte desenvolvmento vegetatvo, e por fm a cena, 89 das após o nco da germnação, nota-se claramente o amadurecmento unforme de toda extensão vegetada e subsequente a cena j 95 das após o planto a área já apresenta característcas de solo com palhada pós-colheta. Fgura 3. Sere hstórco temporal de área rrgada, cenas Landsat-5 (R:5-G:4-B:3) e CBERS- 2/CBERS-2B (R:3-G:4-B:2). (a) magem CBERS-2B de 05/06/2008, (b) ) magem CBERS-2 de 27/06/2008, (c) magem CBERS-2B de 01/07/2008, (d) magem Landsat-5 de 15/07/2008,(e) magem CBERS-2B de 27/07/2008, (f) magem Landsat-5 de 16/08/2008, (g) magem CBERS-2B de 22/08/2008, (h) magem Landsat-5 de 01/09/2008, () magem CBERS-2B de 17/09/2008, (j) magem CBERS-2B de 13/10/2008. a b c d e f g h j) O espaço temporal que dferenca o níco e fm do cclo vegetatvo, no exemplo ctado, é próxmo de 95 das. Quando observamos o calendáro agrícola da regão a únca cultura que se encontra em época de semeadura é o fejão. Concdndo então o cclo vegetal da cultura com o calendáro agrícola, esse espaço temporal entre planto e colheta, torna possível essa dentfcação, haja vsta que a dferença entre os cclos vegetatvos das culturas encontradas nesse calendáro são bem dferencadas. Devdo ao espaço temporal exstente no banco, tornou-se evdente a presença unlateral de uma cultura específca; a cultura do fejão. A escolha da cultura possu aspecto consderado normal, e ocorre por meo de estudos regonas, somados ao conhecmento empírco dos produtores ruras de uma mesma regão, estabelecendo crtéros que determnam o melhor custo benefco no cultvo de determnada safra agrícola. Correlação entre Dados de Evapotranspração de Referênca - ETo

13 A evapotranspração de referênca fo o parâmetro adotado na comparação entre as três dferentes estações meteorológcas, em um prmero momento foram comparados as ETO acumulada dos meses de julho, agosto, setembro e outubro, dos dados referentes às três estações, Brasíla A001, Faculdade da terra A008 e Luzâna A012. Segundo Bastos (1996) e Almeda et al., (1999) o método é reconhecdo nternaconalmente como um dos mas precsos para estmar a ETO. A Tabela 4, apresenta dados referentes à ETO dos meses de julho e agosto de 2008, os valores acumulados demonstram uma forte correlação entre os dados das três estações, a estação Brasíla A001 apresenta valores de ETO nferores quando comparados com as estações Luzâna e Faculdade da terra apresentando cerca de 10% nferor aos dados de ETO no acumulado mensal. A estação Brasíla A001 durante o mês de agosto apresentou um valor acumulado de mm mês -1, subestmando em aproxmadamente 10% a ETO das estações F. da Terra que é de mm mês -1 e de Luzâna, de mm mês -1. No mês subsequente, setembro, os valores de ETO responderam quase da mesma forma, subestmando em 10% os dados das estações comparadas. Tabela 4. Valores de ETO dáros e acumulado dos meses de julho e agosto de 2008 Data Luzâna Brasíla F. da F. da Data Luzâna Brasíla Terra Terra 01/07/2008 5,33 5,15 5,48 01/08/2008 5,99 5,16 6,348 02/07/2008 4,52 4,36 4,77 02/08/2008 6,27 5,47 6,834 03/07/2008 4,45 3,90 4,63 03/08/2008 5,97 5,28 6,577 04/07/2008 4,40 3,73 3,82 04/08/2008 4,22 4,59 4,521 05/07/2008 4,95 4,48 5,47 05/08/2008 5,75 5,36 6,285 06/07/2008 4,71 4,99 5,59 06/08/2008 5,69 5,64 6,210 07/07/2008 4,99 4,90 5,40 07/08/2008 6,18 5,78 5,958 08/07/2008 5,12 4,95 5,51 08/08/2008 6,82 6,14 6,356 09/07/2008 4,92 4,64 4,82 09/08/2008 6,38 6,27 7,230 10/07/2008 4,68 4,50 5,01 10/08/2008 6,41 5,95 6,785 11/07/2008 4,58 4,45 4,76 11/08/2008 6,93 6,60 7,464 12/07/2008 4,46 3,96 4,42 12/08/2008 6,73 6,26 6,480 13/07/2008 5,07 4,67 5,15 13/08/2008 6,69 6,14 7,131 14/07/2008 5,04 4,78 4,82 14/08/2008 6,86 6,09 7,095 15/07/2008 5,06 4,76 4,51 15/08/2008 6,77 6,27 6,681 16/07/2008 4,99 4,74 4,56 16/08/2008 6,97 6,26 6,830 17/07/2008 4,96 4,70 4,80 17/08/2008 6,06 5,22 5,756 18/07/2008 4,99 4,35 5,31 18/08/2008 6,70 6,12 6,384 19/07/2008 5,13 4,38 4,57 19/08/2008 6,16 5,36 5,426 20/07/2008 5,55 4,72 6,39 20/08/2008 5,54 5,40 5,472 21/07/2008 6,01 5,42 6,50 21/08/2008 5,58 5,34 5,654 22/07/2008 6,10 5,90 6,07 22/08/2008 5,71 4,80 5,830 23/07/2008 5,89 5,14 5,93 23/08/2008 6,99 6,12 6,901 24/07/2008 5,93 5,16 6,54 24/08/2008 6,19 6,08 6,401 25/07/2008 6,09 5,28 6,64 25/08/2008 5,83 5,30 5,765 26/07/2008 6,69 6,23 6,90 26/08/2008 6,07 5,80 5,982 27/07/2008 6,03 5,91 6,35 27/08/2008 6,68 6,00 6,659 28/07/2008 5,50 4,89 5,59 28/08/2008 4,62 4,46 5,643 29/07/2008 5,48 4,92 5,30 29/08/2008 5,45 4,83 6,002

14 30/07/2008 5,74 5,04 5,59 30/08/2008 6,00 4,96 5,509 31/07/2008 5,78 5,00 5,88 31/08/2008 5,45 2,87 3,553 Acumulado 163,12 149,98 167,07 Acumulado 189,65 171,89 191,722 Porém a estação Brasíla mesmo apresentando valores de ETO abaxo das outras estações as lnhas de ETO nos gráfcos demonstram forte correlação, sempre seguem o mesmo sentdo, ou seja, os elementos clmatológcos regonas apresentam forte correlação entre s, a estação Brasíla A001, provavelmente tenha subestmado esses valores devdo a sua localzação geográfca, a estação fo nstalada em área hoje totalmente urbana, sofrendo nterferênca em todos elementos clmátcos. Os valores das ETO dára e ETO mensal obtdas das três estações meteorológcas foram comparados entre s por meo da correlação estatístca, na Tabela 5, estão descrtas as comparações das estações Brasíla/Luzâna, Brasíla/F. da Terra e Luzâna/F. da Terra. Os dados de ETO dára podem ser consderados com uma correlação razoável entre as três dferentes estações, apenas no mês de junho a correlação das estações Faculdade da Terra e Brasíla apresentaram valores nferores a 0.7, (consderando uma escala que vara de -1 a +1 os valores de ETO dára apresentam uma correlação de 70% entre dados) representando a varabldade no clma das três estações em estudo. Já na correlação de ETo mensal os valores demonstraram, que os acumulados de ETo dára subdvddos em seus respectvos meses, junho a setembro de 2008 obteve-se uma correlação muto próxma de 1, varando de 0.99 a ndcando que os valores de ETo regonas varam quase que gualmente nas dferentes estações. Esta é mas uma justfcatva para o uso dos dados dáros, de forma a representar melhor a varabldade do clma das três regões. Tabela 5. Correlação entre dados de evapotranspração de referenca dára e mensal de junho a setembro de ETO Período *Luzâna/Brasíla *Luzâna/F. da Terra *Brasíla/F. da Terra EtO Dára jun/08 0,696 0,831 0,818 jul/08 0,886 0,875 0,820 ago/08 0,770 0,735 0,866 set/08 0,895 0,959 0,955 EtO Mensal jun-set/2008 0,996 1,000 1,000 *Estações meteorológcas. A Fgura 4 demonstra os valores de ETo dára acumulados referentes a cada mês, devdo a falta de alguns dados, os valores da ETo do mês de setembro só foram contablzados a partr do da 19, e os valores da ETo do mês de junho foram contablzados entre os das 20 e 30.

15 Fgura 4. Acúmulo de ETO mensal. Irrgação Total Necessára A Tabela 6 apresenta valores da demanda de água, consderando o cclo total para a cultura do fejão, entre os das 20/06 a 22/09 de 2008 totalzando 95 das, sob 2 tpos de solo, um solo argloso e outro arenoso. Os valores de ETo das 3 estações foram utlzados objetvando a ETo méda dára, a qual fo utlzada no cálculo da demanda hídrca. Tabela 6. Demanda hídrca por hectare consderando cclo de 90 das para cultura do fejão. Solo (sf) Demanda (m³ ha -1 ) Dferença (m³ ha -1 ) Dferença ha -1 (sf) (%) Argloso 5568 Arenoso sf safra de fejão Os valores obtdos de 5341 m³ ha -1 para solo tpo arenoso, e 5568 m³ ha -1 para o solo argloso, demonstram uma varação de 4.1% no volume fnal da demanda hídrca ao fm da safra, supondo uma área de 100 ha, esse valor torna-se sgnfcante, totalzando m³ ha -1, essa quantdade possblta a rrgação de aproxmadamente 5 ha a mas quando consderado um solo arenoso. A demanda de água requerda para o solo argloso, certamente fo superor ao solo arenoso, devdo à alteração da dsponbldade total de água no solo DTA, dada em mm.cm -1 correspondendo 0.8 ao solo arenoso e 1.9 ao solo argloso, os valores do coefcente Ks varam de forma menos brusca no solo argloso, sso ocorre devdo a dferença hídrca exstente entre a lamna de água armazenada no solo no da atual (LAAd) e água armazenada no solo no da anteror (LAAd -1 ). O solo argloso quando em CC, com 1.9 mm.cm -1 de DTA em LAAd -1, supondo que sofra perda de 0.1mm d -1 por ET, constata-se que LAAd torna-se 5.26% nferor à dsponbldade ncal de água (LAAd -1 ), já observando um solo arenoso cuja DTA é gual a 0.8 mm/cm em LAAd -1, quando há essa mesma perda de 0.1 mm d -1 a dferença torna-se maor 12.5, entre um da e outro.

16 Tabela 7. Valores acumulados de ETC e correlação entre dados dáros e acumulo mensal de ETC em solo de textura arglosa e arenosa. Acumulo Acumulo Correlação ETC ETC argla/area Mês (arenoso) (argloso) (acúmulos (mm) (mm) dáros) Junho (da 20 a 30) Julho (da 1 a 31) Agosto (da 1 a 31) Setembro (da 1 a 22) A dferença entre valores da lâmna de água armazenada no solo do da atual (LAAd) e do da anteror (LAAd -1 ) nfluencam dretamente no coefcente Ks, responsável pelas restrções da capacdade do solo em evaporar, ou seja quanto menor a quantdade de água no solo, maor será sua capacdade em reter essa água, não dexando, dessa forma, que a ET seja máxma. A determnação da Evapotranspração real (ETC) consdera o decréscmo de umdade no solo como um parâmetro de medda da ET, a ETO multplcada ao coefcente Kc determna a ETPC que multplcado ao Ks determna mnha ETC. A correlação entre dados dáros conforme apresentado na tabela 7 fo o parâmetro adotado como forma de quantfcação da relação entre os dados de saída de água (ETO) de um solo arenoso frente a um solo argloso, os meses de julho, agosto e setembro apresentaram 0.93, 0.94, 0.91 respectvamente, uma correlação consderada alta, apenas o mês de junho apresentou correlação nferor a 0.9, apresentando 0.89 que também é consderada altamente correlata. Os valores de ETC dáro foram convertdos em dados da perda de água do solo acumulado em cada mês conforme apresentados na tabela 8. Segundo Sano et al.(2005), a área total rrgada no Dstrto Federal em 2002 fo de aproxmadamente ha. Adotando o mesmo índce de consumo de água utlzado para os pvôs-centras, de m 3 ha -1 ano -1, a demanda total de água para a rrgação, no Dstrto Federal, em 2002, fo da ordem de 70,82 mlhões de m 3, o que representa cerca de 29,1% do total de água consumda para a rrgação e o consumo humano (243,44 mlhões de m 3 ). Desse total, 16,8% (40,94 mlhões de m³) foram utlzados para a rrgação por pvô-central. Esse resultado fo nferor ao apresentado por CHRISTOFIDIS (2000), que estmou em 65,8% a relação entre a demanda de água para a rrgação, no Dstrto Federal, e o consumo hídrco total. A dferença entre os resultados fo gerada pelo fato de CHRISTOFIDIS (2000) ter consderado a rrgação sendo conduzda durante todo o ano, o que não é correto, pos, na estação chuvosa, que va de novembro a abrl, dependendo da cultura, a rrgação só é utlzada durante os eventuas períodos de veranco. Desta forma o resultado encontrado neste trabalho para demanda no período de estagem (Tabela 6), da ordem de 5500 m 3 ha -1 para o período da safra do fejão é próxmo ao valor estmado para o índce de consumo de água utlzado para os pvôs-centras. A correlação encontrada entre os valores acumulados mensas fo muto alta 0.99, podendo assm consderar rrsóro o acréscmo de 4.1% na demanda fnal de água, de um solo arenoso frente ao solo argloso.

17 6 CONCLUSÕES Os resultados encontrados a partr do desenvolvmento desse trabalho apresentaram-se satsfatóros, a utlzação de magens de satélte dos sensores TM e CCD mostraram-se confáves na determnação do período vegetatvo das culturas sob regme de rrgação, esse fator alado ao calendáro agrícola regonal possbltou a dentfcação da cultura observada. A alta correlação apresentada entre os dados das dferentes estações, Brasíla, Faculdade da Terra e Luzâna, mostram o grande potencal na estmatva da ETO em determnada regão, não excedendo 50 Km de dstânca entre estações, podemos consderar pouca dferença em seus parâmetros clmatológcos exceto a precptação, partndo desse prncípo sugere-se o estudo desses dados de forma regonal, ou seja, lmtes físcos mas abrangentes. Com relação aos dados clmatológcos utlzados, se faz necessáro a verfcação da ETO durante o período das chuvas na regão, haja vsta que no presente trabalho não fo consderada a precptação devdo à época de estagem na regão em estudo. Como a rrgação não é conduzda durante todo o ano, pos, na estação chuvosa, que va de novembro a abrl, dependendo da cultura, a rrgação só é utlzada eventualmente, o resultado encontrado neste trabalho para demanda no período de estagem, da ordem de m 3 ha -1 para o período da safra do fejão é próxmo ao valor estmado para o índce de consumo de água utlzado para os pvôs-centras, de m 3 ha -1 ano -1. Os dados pedológcos podem ser consderados fatores ntervenentes somente no turno de rega, podendo-se consderar nexpressível a varação da quantdade de evaporação nos dferentes tpos de solo. A demanda hídrca calculada para os dferentes tpos pedológcos, argloso e arenoso, também apresentou uma dferença pequena, 4.1% maor para o solo argloso, demonstrando nfluênca dreta da evapotranspração. 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspraton: gudelnes for computng crop water requrements. Rome: FAO, p. (Irrgaton and Dranage Paper, 56). ALMEIDA, H. A.; KLAR, A. E.; VILLA NOVA, N. A. Comparação de dados de evapotranspração de referênca estmados por dferentes métodos. Irrga, Botucatu, v. 4, n. 2, p , ARAUJO, R. S.; RAVA, C. A.; STONE, L. F.; ZIMMERMANN, M. J. de O. Cultura do fejoero comum no Brasl. Praccaba: Potafós, p. AZEVEDO, B. M. Evapotranspração de referênca obtda com a razão de Bowen, Lsímetro de pesagem e equação de PENMAN-MONTHEIT utlzando sstemas automátcos f. Tese (Doutorado em agronoma). Escola Superor de Agrcultura Luz de Queroz, Unversdade de São Paulo, Praccaba. BARBOSA, I. O.; LACERDA, M. P. C.; BILICH, M. R. Relações pedomorfogeológcas nas chapadas elevadas do Dstrto Federal. Revsta Braslera de Cênca do Solo, Vçosa, v. 33, n. 5, p , set./out

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