MEDIDAS E ESTIMATIVAS HORÁRIAS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO NUMA CULTURA DE AMENDOIM

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1 MEDIDAS E ESTIMATIVAS HORÁRIAS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO NUMA CULTURA DE AMENDOIM Gertrudes Macario de OLIVEIRA Mário de Miranda Vilas Boas Ramos LEITÃO 2 Mestranda em Meteorologia - CCT/UFPB, bolsista da CAPES. gertrude@dca.ufpb.br 2 Professor do Departamento de Ciências Atmosféricas - CCT/UFPB. miranda@dca.ufpb.br ABSTRACT Estimates of the evapotranspiration based on the Bowen ratio and aerodynamic methods, are compared with the measurements obtained with evapotranspirometer of constant water table. This experiment was developed with the peanut culture, in the irrigated perimeter of the Experimental Station of CODEVASF, located in the city of Rodelas-Ba. The results showed that in the initial stage when the soil is almost bare, both the models overestimated the measures, in the flowering stage, while the aerodynamic method overestimated the measures, the Bowen ratio method underestimated, lastly, in the maturation stage, the two models underestimated the measures. An analysis made in relation to available radiation in the several stages of development of the crop, showed that in the maturation stage, there was an additional contribution of energy of 47.5%, due to the advection. - INTRODUÇÃO A determinação do consumo de água pelas culturas é feita com base nas perdas para a atmosfera pelos processos de evaporação e transpiração do conjunto solo-planta (evapotranspiração). Segundo Rosenberg et al. (983) a evaporação e a transpiração ocorrem simultaneamente na natureza e não é fácil distinguir o vapor d água produzido pelos dois processos. Sendo assim, o termo evapotranspiração é usado para descrever o processo de transferência de água na forma de vapor de superfícies vegetadas para a atmosfera. As estimativas de evapotranspiração (ET) sobre superfícies vegetadas, são baseadas em princípios físicos e fisiológicos, ou mesmo, em equações empíricas que utilizam parâmetros climáticos comuns. O método da razão de Bowen baseado no balanço de energia (RBBE) tem sido usado largamente para computar as taxas de evapotranspiração (Tanner, 96; Denmead and McIlroy, 97). Alguns estudos têm mostrado que, ao não considerar os fluxos horizontais de calor sensível e calor latente, o método pode resultar em erros de 2-4% na estimativa de ET (Hanks et al. 97). Campbell (972), verificou que para condições de estabilidade, onde 2,5<Ri<,25, a suposição de igual difusividade para calor e vapor d água, conduz a erros menores do que % na estimativa de ET pela razão de Bowen, enquanto que para boas condições de umidade no campo, com <,3 os erros são menores do que 5%. Campbell (972), alerta que uso do método da razão de Bowen sobre superfícies muito secas em regiões áridas, requer algumas precauções, quando Ri<-2,5 e > e grande. Blaine & Rosenberg (974) ao compararem a evapotranspiração diária estimada pelo método de balanço de energia, com medidas lisimétricas em cultura de soja, verificaram que sob condições advectivas, o método do balanço de energia subestimou ET em até 2%, enquanto sob condições não advectivas encontraram boa concordância entre medidas e estimativas de ET. Segundo Ortega-Farias et al. (996), o método Thornthwaite-Holzman (T&H) pode ser usado para estimar o fluxo de calor latente sobre variadas condições atmosféricas e de umidade no solo. Contudo, estes autores afirmam que a principal limitação do método é a necessidade de se estimar valores precisos das propriedades aerodinâmicas da superfície (deslocamento do plano zero, comprimento de rugosidade da superfície para o transporte de momentum e calor). Ortega-Farias et al. (996), ao compararem estimativas e medidas indiretas obtidas pelo balanço de energia do fluxo

2 de calor sensível diurno, sobre coberturas de grama umedecida e não umedecida, em dia de céu claro e dia com nebulosidade, encontraram boa concordância, com R 2 =,96. Este estudo teve como objetivo comparar medidas e estimativas de evapotranspiração. 2 - MATERIAL E MÉTODOS Este estudo foi conduzido durante o período de 2 de setembro a 23 de dezembro de 996, no perímetro irrigado da Estação Experimental da Companhia de Desenvolvimento do Vale do São Francisco - CODEVASF, no município de Rodelas - Ba (lat. 8 o 5 S; long. 38 o 46 W; alt. 27m), a cultura utilizada foi o amendoim (Arachis hipogaea L.), cultivar BR-. Para monitorar o experimento, três torres micrometeorológicas foram instaladas ao longo do campo experimental, na direção predominante do vento, distanciadas 25m uma da outra (Fig. ) e construídos dois evapotranspirômetros de lençol freático constante (Fig. 2 e 3). A aquisição dos dados foi efetuada através de MICROLOGGER 2X, a cada segundo, que possibilitaram médias a cada 5 minutos, a partir das quais foram determinados os totais horários e diários. Thornthwaite e Holzman (939) foram os pioneiros na aplicação da aproximação aerodinâmica para estimar a evapotranspiração, usando a seguinte expressão: ET = k 2 K w /K m (q - q 2 )(u 2 -u )/[LN(Z -d)/(z 2 -d)] 2 () A equação () pode ser corrigida do efeito de instabilidade atmosférica tomando como base o número de Richardson, Ri = g/t [(T/z)/(u/z) 2 ]. Bowen (926) determinou a razão entre os fluxos de calor sensível e de calor latente sobre uma superfície natural, a qual é denominada razão de Bowen. Desta forma, para se estimar a evapotranspiração utiliza-se a seguinte equação: ET = (Rn-G)/(+)L (2) sendo = (T/e), onde T e e são as diferenças de temperatura e pressão parcial do vapor d água (mb) nos níveis Z e Z 2 e = pc p /,622L, onde p é pressão atmosférica (mb), c p o calor específico (,24Cal/g/ o C) e L = 595-,5t é o calor latente de evaporação (Cal/g). Figura - Distribuição das torres micrometeorológicas no campo experimental.

3 Figura 2 - Evapotranspirômetros de lençol freático constante. Figura 2 - Tanques de abastecimento dos evapotranspirômetros. 3 - RESULTADOS E DISCUSSÕES Observa-se na figura que no período de solo ainda totalmente descoberto (24/9/96), antes da germinação, a curva de ET estimada pelo método aerodinâmico (T&H), ao contrário da curva de ET estimada pelo método da razão de Bowen (RBBE), apresenta comportamento semelhante a curva dos valores medidos no evapotranspirômetro, contudo, as estimativas por T&H sobrestimam os valores medidos. Na fase de floração (8//96) figura 2, verifica-se que além de permanecer a semelhança de comportamento entre a curva de ET estimada pelo método de T&H e os valores medidos, existe uma aproximação maior entre os valores estimados e medidos, ou seja, na medida em que a cultura do amendoim foi povoando o campo, passou a ser menor a diferença entre as estimativas e as medidas. Por outro lado, a curva de ET estimada pelo método RBBE, não mostra nenhum sincronismo com a curva dos valores medidos.

4 Evapotranspiração (mm/h) Figura Comportamento diurno de ET estimada por RBBE e T&H, de ET medida e do saldo de radiação para um dia de solo totalmente descoberto. Evapotranspiração (mm/h) Figura 2 Comportamento diurno de ET estimada por RBBE e T&H, de ET medida e do saldo de radiação durante um dia na fase de floração. Evapotranspiração (mm/h) Figura 3 Comportamento diurno de ET estimada por RBBE e T&H, de ET medida e do saldo de radiação durante um dia na fase de maturação.

5 Na fase de maturação (/2/96) figura 3, embora, ainda haja uma semelhança de comportamento entre a curva de ET estimada por T&H e a curva dos valores medidos, verifica-se uma acentuada subestimativa de ET. Também pode ser observado, que a curva estimada pelo RBBE, da mesma forma que nas outras duas fases, continua não mostrando semelhança de comportamento com os valores medidos. Verifica-se ainda, que enquanto a curva de ET estimada pelo método RBBE, apresenta nas três fases picos entre e 2 horas, a curva de ET estimada pelo método de T&H, tem seus picos variando entre 4 e 6 horas e as curvas dos valores medidos apresentam seus valores maiores entre 4 e 5 horas. Em termos de comparação de totais diurnos, percebe-se na tabela, que durante a fase de solo totalmente descoberto, os valores medidos são sobrestimados pelas estimativas baseadas no método de T&H em cerca de 2,7 mm/dia e pelo método RBBE em,6 mm/dia. Na fase de floração, a sobrestimação pelo método de T&H cai para cerca de,8 mm/dia, enquanto o RBBE é subestimado em,6 mm/dia. Por último, na fase de maturação, ocorreu exatamente o contrário do que ocorreu até a fase de floração, ou seja, passa a ocorrer uma subestimação do método de T&H de cerca de 5, mm/dia, enquanto o método RBBE é subestimado em 5,5 mm/dia. Analisando agora em termos de radiação disponível (Rn), verifica-se que os valores medidos sobrestimaram na fase de solo descoberto por,8 mm/dia e na fase de floração por,2 mm/dia, enquanto na fase de maturação passa a ocorrer uma subestimação de 3,8 mm/dia. Isso indica que na fase de maturação houve um adicional de energia de cerca de 47,5%. Tabela Totais diurnos de ET estimados pelos métodos da RBBE e T&H e medidos em evapotranspirômetro, bem como do saldo de radiação (Rn), todos em mm/dia. DIA BREB T&H Medido Rn 24/9/96 5,7 7,8 5, 6,9 8//96 5,9 7,3 6,5 7,7 /2/96 6,3 6,7,8 8, 4 - CONCLUSÕES Analisando os resultados obtidos, verifica-se que durante a fase de maturação, houve um aumento acentuado da taxa de evapotranspiração, ou seja, enquanto a energia disponível representou apenas 8, mm/dia, a evapotranspiração medida no evapotranspirômetro foi de,8 mm/dia. Tal situação, possibilita concluir que durante a fase de maturação, o fluxo de ar quente e seco proveniente de uma área próxima sem vegetação, ao sul do campo experimental, contribuiu para aumentar a evapotranspiração em 47,5%. REFERÊNCIAS Blaine, L.B. & Rosenberg, N.J., 974. Evapotranspiration by subirrigated alfalfa and pasture in the East Central Great Plains. Agron. J., 66: Campbell, A.P., 972. The effect of stability on evaporation rates measured by the energy balance method. Agric. Meteorol., : Denmead, O.T., and McIlroy, I.C., 97. Measurements of nonpotential evaporation from wheat. Agric. Meteor., 7: Hanks, R.J., Allen, L.H. and Gardner H.R., 97. Advection and Evapotranspiration of Wide-Row Sorghum in the Central Great Plains. Agron. J., 63: Ortega-Farias, S.O., Cuenca, R.H., EK, M., 996. Daytime variation of sensible heat flux estimated by the bulk aerodynamic method over a grass canopy. Agricultural and Forest Meteorology, 8: Rosenberg, N.J., Blad,B.L. and Verma, S.B., 983. Microclimate; the biological environment. Wiley, New York. Tanner, C.B., 96. Energy balance approach to evapotranspiration from crops. Soil Sci. Soc. Amer., 24: -9.