Worldwide, water is essential for maintaining an adequate agricultural production and fostering a sustainable ecosystem for humanity alongside diverse flora, fauna, and microbial life. However, the intensification of anthropogenic activities, the occurrence of climate variability, and the presence of environmental issues are still threatening the quantity and quality of fresh water. Therefore, integrated water management is critical for the sustainable development of a region. This Agrociencia Uruguay Special Issue on “Advances in Water in Agroscience” is designed to draw attention to new concepts, approaches, methodologies, and novel applications aiming to improve sustainable and integrated water resource management. This Special Issue contains fifteen publications sorted into the following macro fields: irrigation and water management, integrated catchment management, and water quality and environmental sustainability. | A nivel mundial, el agua es esencial para mantener una producción agrícola adecuada y un ambiente sostenible para la población humana y otras formas de vida, como animales, plantas y microbios. Sin embargo, la intensificación de actividades antropogénicas, la variabilidad climática y la presencia de problemas ambientales siguen amenazando la cantidad y la calidad del agua dulce. Por tanto, la gestión integrada del agua es fundamental para el desarrollo sostenible de una región. Este número especial, titulado “Advances in Water in Agroscience” de la revista Agrociencia Uruguay, está diseñado para destacar nuevos conceptos, enfoques, metodologías y aplicaciones novedosas que buscan mejorar la gestión sostenible e integrada de los recursos hídricos. El número especial consta de quince publicaciones, clasificadas en tres campos principales: riego y gestión del agua, manejo integrado de cuencas, y calidad del agua y sostenibilidad ambiental. | Em todo o mundo, a água é essencial para manter uma produção agrícola adequada e promover um ecossistema sustentável para a humanidade, juntamente com uma diversidade de flora, fauna e vida microbiana. No entanto, a intensificação das atividades antropogênicas, a ocorrência de variabilidade climática e a presença de problemas ambientais ainda ameaçam a quantidade e qualidade da água doce. Portanto, a gestão integrada da água é fundamental para o desenvolvimento sustentável de uma região. Esta Edição Especial da Agrociencia Uruguai sobre " Advances in Water in Agroscience" foi projetada para chamar a atenção para novos conceitos, abordagens, metodologias e aplicações inovadoras com o objetivo de melhorar a gestão sustentável e integrada dos recursos hídricos. Esta Edição Especial contém quinze publicações classificadas nos seguintes campos macro: irrigação e gestão da água, gestão integrada de bacias hidrográficas e qualidade da água e sustentabilidade ambiental.

DMulching contributes to the maintenance of soil moisture at reasonable levels for crop growth. It influences the crop water demand and irrigation time. The aim of this study was to estimate evapotranspiration and root water uptake by the ?BRS Princesa? banana cultivar through a simple approach using some components of soil water balance within the root zone in bare and mulched soil irrigated by drip and micro sprinkler systems. The experimental design was completely randomized in split plots with six replicates. The plots consisted of two irrigation systems (drip and micro sprinkler), the subplots consisted of two soil surface conditions: with and without mulch. The alternative approach for soil water percolation in the soil water balance allowed obtaining ETc under field condition with reasonable accuracy. ETc estimated from the root zone water balance is lower than ETc from FAO Penman-Monteith equation. Root water extraction in the mulched soil under drip irrigation is higher than that under micro sprinkler irrigation.

O uso de água salobra na irrigação é muito comum em cultivos de melão, o que pode resultar na salinização do solo e na redução do rendimento produtivo, caso o manejo da irrigação não seja adequado para a cultura e as condições locais. Neste sentido, este trabalho objetivou avaliar técnicas de manejo da irrigação com águas salanas e de adubação nitrogenada, bem como investigar a dinâmica do nitrato em solo cultivado com meloeiro. Como forma de atender ao objetivo geral dessa pesquisa foram realizados três estudos, estruturados em capítulos. No primeiro estudo foram realizados dois experimentos independentes, ambos no delineamento em blocos casualizados. Cada experimento correspondeu a uma forma de manejo da irrigação e reposição de água no solo, usando o esquema de parcelas subdivididas em faixas e seis estratégias de utilização de águas salobras. Com os resultados ao final do experimento identificou-se que a estratégia de uso de água salobra A2 de incremento da salinidade por fases foi a que apresentou maior rendimento comercial de frutos de melão, possibilitando economia de água de baixa salinidade. Os resultados também mostraram que os solos irrigados com água salobra utilizando a estratégia de aplicação com água salobra com concentração crescente (A1 e A2) foram as que menos acarretaram em salinização do solo ao final do ciclo da cultura do meloeiro. No segundo estudo também foram realizados dois experimentos, um ao lado do outro, no delineamento em blocos casualizados. Cada experimento correspondeu a uma forma de manejo da irrigação quanto à reposição de água no solo, usando o esquema de parcelas subdivididas em faixas 2x2x4, sendo duas formas de manejo da irrigação, duas formas de manejar a adubação nitrogenada e quatro estratégias de se utilizar as águas salobra e doce. Com os resultados obtidos ao final do experimento foi possível identificar que o manejo de irrigação M2, baseado no monitoramento da umidade do solo, conseguiu proporcionar uma produção de frutos satisfatória com uma menor quantidade de água para a irrigação e que a produtividade do melão não foi afetada pelo manejo da redução da adubação nitrogenada. No terceiro estudo buscou-se comparar os resultados simulados pelo modelo HYDRUS 2D com aqueles obtidos em condições experimentais. O desempenho do modelo HYDRUS 2D foi avaliado comparando-se os dados preditos pelo modelo com os respectivos dados observados. Com os resultados das simulações de transporte do nitrato no solo com o HYDRUS-2D, identificou-se que as simulações sob diferentes estratégias de utilização de águas salobras na cultura do meloeiro foram melhores quando as concentrações de sais das estratégias de irrigação foram mantidas constantes durante todo o ciclo da cultura. O modelo também apresentou boa concordância entre as simulações numéricas do transporte de nitrato ao longo do perfil do solo, onde em maior profundidade foi possível observar melhor desempenho do modelo em relação aos dados obtidos experimentalmente. O modelo HYDRUS-2D, nas condições de realização da pesquisa, se mostrou adequado para a simulação do transporte sob diferentes concentrações de nitrato no solo, fornecendo resultados robustos com boa concordância com os dados obtidos durante o experimento. Palavras-chave: Melão – cultivo. Cucumis melo L.. Condutividade elétrica. Irrigação. Produtividade. | The use of saline water for irrigation is very common in melon crops, which can result in soil salinization and a reduction in productive yield, if irrigation management is not suitable for the culture and local conditions. In this sense, this work aimed to evaluate irrigation management techniques with saline water and nitrogen fertilization, as well as to investigate the nitrate dynamics in soil cultivated with melon. In order to meet the general objective of this research, three studies were carried out, structured in chapters. In the first study, two independent experiments were carried out, both in a randomized block design. Each experiment corresponded to a form of irrigation management and soil water replacement, using the split- plot scheme in strips and six strategies for using saline water. With the results at the end of the experiment, it was identified that the strategy of using A2 saline water to increase the salinity in stages was the one that presented the highest commercial yield of melon fruits, allowing saving of low salinity water. The results also showed that the irrigation strategies based on increasing the salinity of the irrigation water (A1 and A2) were the ones that caused the least salinization of the soil at the end of the melon crop cycle. In the second study, two experiments were also carried out, one next to the other, in a block design. Each experiment corresponded to a form of irrigation management regarding the replacement of water in the soil, using the split-plot scheme in a 2x2x4 band, with two forms of irrigation management, two ways of handling nitrogen fertilization and four strategies for using the saline and fresh waters. With the results obtained at the end of the experiment, it was possible to identify that the M2 irrigation management, based on the monitoring of soil moisture, managed to provide a satisfactory fruit production with a smaller amount of water for irrigation and that the yield of the melon was not affected by the management of nitrogen fertilization reduction. In the third study, we sought to compare the results simulated by the HYDRUS 2D model with those obtained under experimental conditions. The performance of the HYDRUS 2D model was evaluated by comparing the data predicted by the model with the respective observed data. With the results of the simulations of nitrate transport in the soil with the HYDRUS-2D, it was identified that the simulations under different strategies for the use of saline water in the melon crop were better when the salt concentrations of the irrigation strategies were kept constant throughout the entire crop cycle. The model also showed good agreement between numerical simulations of nitrate transport along the soil profile, where in greater depth it was possible to observe better performance of the model in relation to the data obtained experimentally. The HYDRUS-2D model, under the conditions of the research, proved to be adequate for the simulation of transport under different concentrations of nitrate in the soil, providing robust results with good agreement between the data obtained during the experiment. Keywords: Melon – cultivation. Cucumis melo L.. Electrical conductivity. Irrigation. Productivity. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de dois níveis de manejo da água, preparo do solo e de herbicidas no rendimento de grãos, consumo de água, eficiência do uso da água e nos componentes do rendimento do arroz irrigado. O experimento foi conduzido no ano agrícola 1993/1994 em área da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS. A cultivar de arroz BR-IRGA-414 foi semeada em linhas, em 22 de dezembro de 1993. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, trifatorial (2³), constituído de duas épocas do início da irrigação (15 e 30 dias após a emergência - DAE), dois sistemas de preparo do solo (preparo convencional e cultivo mínimo) e controle de plantas invasoras (com e sem uso de herbicidas). Os resultados demonstraram que o consumo de água não diferiu significativamente entre os tratamentos. A associação entre o início da irrigação aos 30 DAE e o cultivo mínimo promoveu menor eficiência do uso da água. O inicio da irrigação aos 15 DAE proporcionou maior índice de colheita com maior número de panículas por metro quadrado e também menor esterilidade de espiguetas em relação à irrigação com início aos 30 DAE.<br>The objective of this experiment was to study the effect oftwo water managments, tiliage systems and weed contral on rice yield, water use and water use efficiency and crop yield components. The experiment was conducted in 1993/94 crop growing season in the experimental field ofthe Federal University of Santa Maria, Santa Maria - RS. Rice cultivar BR-IRGA-414 was sowed in rows in December 22, 1993. A factorial (23) experiment in a completely randomized block design was used wiih two irrigation dates (15 and 30 days after emergency - DAE), two soil tillage system (minimum and conventional) and two weed control leveis (with and withoul herbicide appiication). The results indicate that the water consumption was similar among ali treatments. The interaction between irrigation at 30 DAE and minimum tillage results in lower water use efficiency. The number of panicles is higher for irrigation started at 15 DAE than 30 DAE Irrigation starting at 15 DAE presents plants with higher harvest índex, larger panicle number per área and lower spikelet sterilily.

A qualidade da água utilizada para irrigação é fator primordial na produção agrícola, principalmente no cultivo de hortaliças, como a berinjela, que podem ter seu crescimento e produção comprometidos pela salinidade. Com isso, objetivou-se com este trabalho avaliar o desenvolvimento e a produção de berinjela irrigada com águas de diferentes salinidades. O estudo foi realizado na área experimental do Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), em Mossoró, Rio Grande do Norte. Utilizou-se um delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por quatro níveis de salinidade (0,5; 2,0; 4,0 e 6,0 dS m-1). O efeito da salinidade sobre a cultura foi analisado por meio das seguintes variáveis: diâmetro de caule, altura, número de folhas, área foliar, acúmulo de massa seca (caule, folhas, frutos e da parte aérea) e produção de frutos. O aumento da salinidade da água de irrigação afetou negativamente o desenvolvimento e a capacidade de produção da cultura da berinjela. O uso de água com salinidade acima de 0,5 dS m-1 afeta negativamente o desenvolvimento da planta e a produção de frutos de berinjela. Para as condições ambientais em que foi desenvolvido o estudo, a berinjela foi classificada como sensível à salinidade; para cada aumento unitário da salinidade há perda de 13,5% na produção de frutos. = The quality of water used for irrigation is a main factor for agricultural productivity, mainly in the cropping of vegetables, like eggplant, which growth and yield can be impaired by salinity. Thus, this work had as objective evaluating growth and yield off eggplant irrigated with water of different salinity levels. The trial was carried out at the experimental area of the Environmental and Technological Sciences Department of Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), in Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. The experimental design was an entirely randomized with four treatments and four replications. Treatments consisted of four water salinity levels (0.5, 2.0, 4.0 and 6.0 dS m-1). Salinity effect on the crop was analyzed through the following variables: stem diameter, plant height, number of leaves, leaf area, dry mass accumulation (stem, leaves, fruits and shoots) and fruit yield. The increase in irrigation water salinity affected negatively growth and production ability of eggplant crop. The use of water with salinity higher than 0.5 dS m-1 affected negatively plant growth and fruit yield of eggplant. For the environmental conditions faced by eggplant in the trial, this plant was classified as sensitive to salinity. Each unitary increase in salinity corresponded to a 13.5% loss in fruit yield.

A qualidade da água utilizada para irrigação é fator primordial na produção agrícola, principalmente no cultivo de hortaliças, como a berinjela, que podem ter seu crescimento e produção comprometidos pela salinidade. Com isso, objetivou-se com este trabalho avaliar o desenvolvimento e a produção de berinjela irrigada com águas de diferentes salinidades. O estudo foi realizado na área experimental do Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), em Mossoró, Rio Grande do Norte. Utilizou-se um delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por quatro níveis de salinidade (0,5; 2,0; 4,0 e 6,0 dS m-1). O efeito da salinidade sobre a cultura foi analisado por meio das seguintes variáveis: diâmetro de caule, altura, número de folhas, área foliar, acúmulo de massa seca (caule, folhas, frutos e da parte aérea) e produção de frutos. O aumento da salinidade da água de irrigação afetou negativamente o desenvolvimento e a capacidade de produção da cultura da berinjela. O uso de água com salinidade acima de 0,5 dS m-1 afeta negativamente o desenvolvimento da planta e a produção de frutos de berinjela. Para as condições ambientais em que foi desenvolvido o estudo, a berinjela foi classificada como sensível à salinidade; para cada aumento unitário da salinidade há perda de 13,5% na produção de frutos. = The quality of water used for irrigation is a main factor for agricultural productivity, mainly in the cropping of vegetables, like eggplant, which growth and yield can be impaired by salinity. Thus, this work had as objective evaluating growth and yield off eggplant irrigated with water of different salinity levels. The trial was carried out at the experimental area of the Environmental and Technological Sciences Department of Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), in Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. The experimental design was an entirely randomized with four treatments and four replications. Treatments consisted of four water salinity levels (0.5, 2.0, 4.0 and 6.0 dS m-1). Salinity effect on the crop was analyzed through the following variables: stem diameter, plant height, number of leaves, leaf area, dry mass accumulation (stem, leaves, fruits and shoots) and fruit yield. The increase in irrigation water salinity affected negatively growth and production ability of eggplant crop. The use of water with salinity higher than 0.5 dS m-1 affected negatively plant growth and fruit yield of eggplant. For the environmental conditions faced by eggplant in the trial, this plant was classified as sensitive to salinity. Each unitary increase in salinity corresponded to a 13.5% loss in fruit yield.

O manejo de água para o desenvolvimento da alfafa cv. Crioula foi avaliado a campo, com a finalidade de verificar seus efeitos no estabelecimento da planta, até o 1º corte, em 1997. Para isso, verificou-se o comportamento em três estádios de desenvolvimento (E1 = início do estádio vegetativo, E2 = vegetativo pleno e E3 = reprodutivo até colheita) em quatro níveis de água (A = 100%, B = 80%, C = 45-50% e D = 20-25% de uma lâmina de irrigação por aspersão). Foram avaliados oito experimentos: 111, 110, 100, 101, 001, 011, 010, 000, em que o primeiro dígito se refere a E1; o segundo, a E2; e o terceiro, a E3. O valor 0 representa a época em que o estádio não recebeu água, coberto por uma estrututura móvel, que deslizava sobre trilhos, e também protegia contra precipitações pluviais casuais. O valor 1 refere-se à época em que houve aplicação dos níveis de água de irrigação. Os estádios de desenvolvimento da planta, em termos de rendimento de matéria seca, responderam de maneira diferente às condições hídricas, sendo E2 e E3 (planta estabelecida) os mais sensíveis e E1 (início do estádio vegetativo), o menos sensível, no qual a água foi prejudicial ao estabelecimento e rendimento da planta.<br>The water management for growth of Crioula alfalfa cultivar was evaluated in a field study, in order to assess the effects in the plant establishment up to the first cut, at 1977. The study was carried out in 1997. So that, the behaviour at three growth stages (E1 = early vegetative stage, E2 = full vegetative stage, and E3 = reproductive stage until harvest) in the presence of four water levels (A = 100%, B = 80%, C = 45-50%, and D = 20-25% from a sprinkler irrigation) was studied. Eight combinations were evaluated: 111, 110, 100, 101, 001, 011, 010, 000, where the first digit is E1, the second is E2 and the third is E3. The number 0 in the figures represents the period in which growth stage did not receive water, cover by a mobile structure, which slide on trail, and also protected against occasional rainfall. The number 1 represents the time in which the irrigation water levels were applied. The growth stages of the plants as for dry matter yield, differently respond to the water conditions. The E2 and E3 were the most sensible to water supply and E1 the least sensible; in which the water was detrimental to the plant establishment and yield.

O cultivo do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L. ) em regiões áridas e semi-áridas, sob condições de salinidade carece de estudos. Portanto, este estudo teve por objetivo: a) determinar o status salino do solo irrigado com água doce (0,07 dS.m-1) e água salina (2 dS.m-1); b) determinar parâmetros para predição da produção relativa de grãos do feijoeiro, cv. Talismã, utilizando métodos baseados na salinidade do solo (CEes), no déficit relativo da evapotranspiração da cultura e no potencial hídrico medido no período antemanhã, na folha da planta, por meio do índice diário de estresse hídrico (WSDI). O experimento foi conduzido na estação lisimétrica, sob ambiente protegido, da área experimental de Irrigação e Drenagem, campus da Universidade Federal de Viçosa (UFV), localizada a 200 45 S e 420 45 W, no Estado de Minas Gerais. Antes do plantio, o solo contido nos lisímetros que iriam receber irrigação com água salina foi, previamente, salinizado até atingir, cerca de 3,6 dS m-1, no extrato da pasta do solo saturado, empregando-se água preparada com adição de NaCl e CaCl2 nas proporções 3:2, exceto aqueles que foram irrigados com água doce (testemunha), os quais permaneceram com salinidade de 0,4 dS m-1. O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado, com sete tratamentos e três repetições. Os tratamentos consistiram de sete frações de lixiviação, equivalentes a 3, 14, 16, 23, 25, 31 e 40% da lâmina de água de irrigação, sendo que, para a fração de lixiviação de 3% usou-se água doce e, para as demais frações, água salina. O feijoeiro cv. Talismã mostrou-se sensível à salinidade, entretanto, a melhor eficiência de uso de água, em condição salina, foi para fração de lixiviação de 31% , sendo que, em geral, a eficiência de uso de água diminuiu com a redução das frações de lixiviação. Pelo método de Stewart o valor de Ky (declividade da reta ajustada) foi de 1,54. Pelo método de Mass e Hoffman, a salinidade limiar para o feijão, cv. Talismã, foi de 1,67 dS.m-1 e a redução da produção relativa por acréscimo unitário da CEes, acima da salinidade limiar, foi 15,057% por unidade de CEes. Pelo método de Katerji, o potencial hídrico médio da folha do feijoeiro irrigado com água doce e salina (fração de lixiviação de 14%) foi de -150 KPa e -230 KPa, respectivamente, sendo que a produção relativa do feijoeiro aumenta 3,5% por unidade do WSDI e para valores do WSDI igual a 14,5 KPa a produção relativa é 50%. Encontrou-se que o ajustamento osmótico do feijoeiro, cv. Talismã, limita-se a um valor do potencial hídrico foliar, de -280KPa, medido no período antemanhã. Em geral, os métodos empregados na avaliação da produção relativa do feijoeiro mostraram-se adequados. | There is a need for studies concerning to the bean plant (Phaseolus vulgaris L.) cropping in arid and semi-arid regions under salinity conditions. So, this study was carried out with the following objectives: a) to determine the saline status of the soil irrigated with fresh water (0.07 dS.m-1) and saline water (2 dS.m-1); b) to determine the parameters for predicting the relative grain production in the bean plant, Talisman cv., by applying methods based on the soil salinity (CEes), as well as on the relative deficit of the crop evapotranspiration and the water potential measured in the leaf at dawn, through the water stress day index (WSDI). The experiment was carried out in lysimeter station under protected environment, at the experimental irrigation and drainage area, in the Universidade Federal de Viçosa, located at 200 45' S and 420 45' W, Minas Gerais State. Before planting, the soil contained in lysimeters that would be irrigated with saline water was previously salinized until reaching, about 3.6 dS m-1 in the extract of the saturated soil paste, by using water added with NaCl and CaCl2 at proportions 3:2, except those irrigated with fresh water (control) which stayed with salinity of 0.4 dS m-1. The experiment was set up in entirely randomized design, with seven treatments and three replicates. The treatments consisted of seven leaching fractions corresponding to 3, 1 4, 16, 23, 25, 31 and 40% irrigation water depth, as using fresh water for the leaching fraction of 3%, but saline water for the other fractions. The Talisman cv. showed to be sensitive to salinity, and the highest efficiency for using water under saline condition was reached with the leaching fraction of 31%. Generally, the efficiency in using water decreased with the reduction in the leaching fractions. For Stewart method, the value of Ky (slope of the adjusted straight line) was 1.54. For the method by Mass and Hoffman, however, the salinity threshold for the Talisman cv. was 1,67 dS.m-1 and the reduction in relative production by unit increment in CEes above the salinity threshold of 15.057% by unit CEes. In the Katerji s method, the average water potential in the leaf of the bean plant irrigated with both fresh and salty water(14% leaching fraction) was -150 KPa and -230 KPa, respectively, as the relative production of the bean plant increases 3.5% by unit WSDI, whereas for the WSDI values of 14.5 KPa the productivity is 50%. The osmotic adjustment of the bean plant, Talisman cv., was found to be limited to a value of -280KPa for the leaf water potential measured at dawn. In general, the applied showed to be adequate to the evaluation of the bean plant productivity.