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Medindo Evapotranspiração e Coeficiente de Cultura: Um Guia Completo

  • Por Arable

A água e a agricultura estão completamente ligadas. Uma variável significativa que pode afetar a produção das culturas é a evapotranspiração (ET). Sem entender a importância dessa variável na produção das culturas, a produtividade pode ser significativamente impactada. E em estações secas e períodos com escassez de água, pode até quebrar uma safra. Porém, quando a evapotranspiração é medida e analisada de forma eficiente, os planos de manejo de irrigação podem beneficiar os agricultores de várias maneiras.

Neste artigo, exploraremos o uso da evapotranspiração e coeficiente de cultura (KcNDVI). Também contemplaremos maneiras de medir essas variáveis ​​e alguns exemplos específicos.

O que é Evapotranspiração?

A evapotranspiração (ET) é a medida da quantidade de água que uma planta perde por dia. É a perda combinada de água dos processos de evaporação (o movimento da água de superfícies ou corpos d’água para o ar) e da transpiração (a perda de vapor de água por meio dos estômatos das plantas para a atmosfera).

Como o total real de perda de água por transpiração depende da espécie de planta e de seu estágio de crescimento, uma medida de campo mais precisa, que leva em consideração a cobertura do dossel, é a Evapotranspiração da Cultura (ETc).

Existem muitas aplicações para evapotranspiração, como programação de irrigação, monitoramento de estresse de plantas, eficiência no uso da água e proteção de culturas.

Por que medir a Evapotranspiração?

A tendência de irrigar um campo em excesso é muito comum, pois o risco de falta de água é grande. No entanto, o excesso de irrigação tem muitos riscos associados, como inoculação de doenças, lixiviação de nutrientes e erosão do solo. Além disso, a utilização eficiente da água (WUE) na agricultura é um conceito cada vez mais importante, pois as secas, o aumento do CO2 na atmosfera e plantações mais densas exigem um maior consumo de água e geram uma redução dos recursos hídricos.

Ao medir a evapotranspiração e monitorar a ETc de uma lavoura, podemos planejar adequadamente a irrigação com base em nossos planos de manejo, como repor apenas a água perdida desde a última irrigação ou irrigar apenas a quantidade que podemos determinar que uma planta precisa em um determinado momento. Esta é a abordagem mais eficiente e sustentável para o gerenciamento de irrigação e é crucial para qualquer pessoa que precise cumprir os regulamentos de irrigação, como a Lei de Gerenciamento Sustentável de Águas Subterrâneas (SGMA) da Califórnia.

Medindo a Evapotranspiração

Determinar quanta água um campo específico está perdendo em tempo real pode ser difícil, mas não impossível. Embora existam alguns métodos diferentes para medir a Evapotranspiração, você deve considerar a saúde das plantas, fenotipagem e outras condições ambientais:

Fenologia da Cultura e Medição do Estágio de Crescimento

  • Índice de Vegetação com Diferença Normalizada (NDVI)
  • Temperatura do ar e do dossel (T)
  • Coeficiente de cultura (KcNDVI)

Condições Ambientais

  • Umidade Relativa (RH)
  • SPressão de vapor saturado (esat)
  • Pressão real de vapo (ea)
  • Déficit de pressão de vaport (esat – ea)
  • Radiação líquida (Rn)
  • Precipitação (Precip)

A abordagem Arable inclui um processo de três etapas que aproveita as medições do coeficiente de cultura.

  1. Calculamos a evapotranspiração real (ETf), que é semelhante à evapotranspiração de referência (ETo) ou a evapotranspiração hipotética sob uma superfície de grama como referência. O ETf é uma taxa base de evapotranspiração (não específica das espécies) baseada nas condições climáticas reais do seu campo em uma área homogênea. Ter os dados meteorológicos do campo é fundamental para calcular um valor de ETf preciso, pois esta métrica quantifica o poder de evaporação da atmosfera. Mas seu uso para a irrigação é arriscado, pois ela pode mudar com base nas características e na fisiologia da cultura.
  2. Para contornar isso, medimos o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), que quantifica a saúde e o estágio de crescimento da cultura para calcular o Coeficiente de Cultura (KcNDVI) linear desenvolvido por Kamble et al. (2013). O NDVI é uma métrica da “tonalidade do verde” de uma planta, baseada na refletância da luz pelo dossel. O Kc depende da espécie e das mudanças ao longo da temporada de crescimento.  KcNDVI= 1.457 x NDVI – 0.1725
  3. Por fim, multiplicamos o ETr do seu campo pelo Kc para obter um valor de ETc exclusivo para suas plantas. Você pode utilizar este valor para elaborar um plano de irrigação preciso.  ETc = ETf x KcNDVI

 

 

Gestão da Irrigação e Métodos de Medição da Evapotranspiração

Como todo agricultor sabe, existem várias formas diferentes de abordar a gestão da irrigação. E a metodologia da Arable é exclusiva por dois motivos.

Primeiro, porque utiliza o NDVI dinâmico para calcular o KcNDVI, como explicado acima, assim você não fica refém de tabelas de KcNDVI definidas.

Segundo porque calcula um ETr hiperlocal com base nas condições meteorológicas em torno do Arable Mark na sua lavoura ao invés de utilizar uma estação meteorológica remota. Isso gera um dado de evapotranspiração mais preciso e altamente representativo das condições em sua área de gestão.

Ao utilizar o ETc, o Arable Mark pode ajudar você a determinar o primeiro passo no planejamento da irrigação: a demanda hídrica, também conhecida como quantidade de água para irrigação. Ter o conhecimento exato da demanda de água da sua plantação incrementará sua WUE de irrigação e o ajudará a tomar decisões de gerenciamento baseadas em evidências, calculando suas necessidades reais de forma precisa.

Outras questões sobre o seu sistema de irrigação, como tipo de solo, tamanho do campo, vazão do sistema de irrigação e eficiência do sistema, irão ditar o cronograma exato e a quantidade de água aplicada. Ao começar com a CWD, você pode ter certeza de que não está superestimando ou subestimando a quantidade de água necessária para manter suas plantas saudáveis.

CWD = PrecipETc

Exemplos de caso de uso

Disponível na exportação de dados da Arable, a CWD é calculada subtraindo a quantidade de água perdida para ETr da quantidade de água adquirida pela precipitação (P). No exemplo mostrado acima, um Mark na Austrália relatou um total de 0,46” de chuva na semana passada. O mesmo Mark relatou uma ETd de 0,19”. Como a precipitação – a entrada – excede a quantidade de água perdida na evapotranspiração, sabemos que a irrigação não é necessária neste momento.

Por outro lado, um campo na Califórnia relatou precipitação de 0,3” e uma ETc para a mesma semana. Há um déficit hídrico de -0,38” (CWD = 0,3” P – 0,68” ETc), o que significa que o campo precisa de 0,38 polegadas-acre de água para repor as perdas desta semana. Neste ponto, você já tem uma quantidade exata da água que precisa ser reposta no campo.

Colocando em prática

Os próximos passos para programar a irrigação podem ser o cálculo das ineficiências do sistema e a definição do cronograma. Estes fatores são baseados em sua configuração específica, como seu sistema de irrigação, número de linhas por fileira e vazão.

Na Arable, somos especializados em fornecer soluções que ajudam a aproveitar os dados para gerar resultados sustentáveis e lucrativos. Equipado com um rico conjunto de dados de clima e plantas em campo, você pode criar um cronograma baseado em evidências que melhor permite definir e atingir metas em cada estágio do crescimento vegetativo.

Fale com os nossos especialistas para te ajudar a irrigar de forma precisa.

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