As pastagens naturais são consideradas um importante bioma devido a sua grande biodiversidade, importante função no ciclo do carbono, produção de gado e outros serviços ambientais. Devido à importância ecológica e econômica das pastagens naturais, é necessário estudar como a variabilidade climática e as práticas de manejo influenciam os fluxos de carbono e energia. O estudo da interação entre os fluxos de carbono e energia é necessário para compreender a interação pastagem natural-atmosfera. A associação entre os fluxos de CO 2 e H 2 O pode ser feita estudando a eficiência do uso da água (WUE). Os objetivos desta tese são suscitar as peculiaridades das estimativas de WUE em nível de folha, planta e ecossistema; analisar a origem dos fluxos de massa e energia em uma pastagem natural por meio de um modelo de footprint e quantificar a WUE de uma pastagem natural. A meta- análise indicou que as estimativas de WUE em diferentes escalas demandam instrumentos precisos e muitas vezes caros, por exemplo, o método eddy covariance (EC). A estimativa da WUE com os isótopos estáveis representa o único método que pode ser utilizado para estimar a WUE da folha à escala de ecossistema. Fluxos de CO 2 e energia foram obtidos pelo método EC em um local pertencente à Rede Nacional de Observação Ecológica (NEON) na Estação Biológica da Konza Prairie (KPBS) em 2017, 2018 e 2019. Uma parametrização de um modelo de footprint (FFP) foi utilizada para determinar a área de influência dos fluxos turbulentos. Foi observado que em 2018 a área agregada de contribuição para os fluxos no sítio foi igual a 146,1 hectares e em 2017 e 2019 esse valor foi 29% e 25% menor, respectivamente. Em todos os anos, o footprint apresentou uma área maior em condições estáveis de estabilidade atmosférica e menores valores de comprimento de rugosidade. Os resultados indicam que as bacias hidrográficas K2A, C3SA, K20A, C3SB e K1B contribuíram com 83%, 12,4%, 2,7%, 1% e 0,5%, para os fluxos medidos, respectivamente. A eficiência do uso da água pelo ecossistema (WUE e ) foi calculada para os anos de 2017, 2018 e 2019 utilizando a relação entre a produtividade primária bruta e a evapotranspiração real. A WUE e média foi igual a 2,02; 2,86 e 2,28 g C kg -1 H 2 O, nos anos de 2017, 2018 e 2019, respectivamente. A pastagem natural se comportou como sumidouro de carbono no triênio avaliado, sendo o maior GPP igual a 1007,20 gC m -2 e observado em 2019, ano com maior disponibilidade hídrica no solo na KPBS. Em 2017 e 2018, a WUE e foi dependente da disponibilidade de água no sítio (razão de Bowen (β) > 0). Já em 2019, a WUE e foi dependente da disponibilidade de energia (β < 0). A WUE e representou uma resposta biofísica da pastagem natural aos anos secos (2017 e 2018) e ao ano úmido (2019) na KPBS. Medições de fluxos adicionais são necessárias para estudar outras bacias hidrográficas da KPBS sob diferentes condições de manejo. Palavras-chave: Condições Aerodinâmicas. Carbono. Evapotranspiração. | Grasslands are an important biome due to their large biodiversity, important role in the carbon cycle, livestock production and othe ecosystem services. Due to the ecological and economic importance of grassland’s ecosystems, it is necessary to study how the climate variability and management practices affect carbon and energy fluxes. Studying the interaction between carbon and energy fluxes is necessary to understand the grassland-atmosphere interaction. The association between CO 2 and H 2 O fluxes can be made by studying the water use efficiency (WUE). The objectives of this thesis are to analyze the peculiarities of WUE estimatives at the leaf, plant and ecosystem level; analyze the origin of mass and energy fluxes in a grassland ecossystem using a parameterization of a footprint model and calc the WUE of a grassland ecossystem. The meta-analsys indicate that WUE estimates at different scales demand precise and often costly instruments, for example, the eddy covariance (EC) method. The estimate of the WUE with the stable isotopes represents the only method that can be used to estimate WUE from leaf to ecosystem scale. Fluxes of CO 2 and energy were obtained by the EC method at a site belonging to the National Ecological Observation Network (NEON) at Konza Prairie Biological Station (KPBS) in 2017, 2018 and 2019. A parameterization of a footprint model (FFP) was used to determine the area of influence of turbulent fluxes. It was observed that in 2018 the aggregate area of contribution to the fluxes at the site was equal to 146.1 hectares and in 2017 and 2019 this value was 29% and 25% smaller, respectively. In all years, the footprint presented a larger area under stable conditions of atmospheric stability and shorter roughness length values. The results indicate that the watersheds K2A, C3SA, K20A, C3SB and K1B contributed 83%, 12.4%, 2.7%, 1% and 0.5%, to the measured fluxes respectively. The ecosystem water use efficiency (WUE e ) was calculated for the years of 2017, 2018 and 2019 using the ratio of gross primary productivity to actual evapotranspiration. The mean WUE e was equal to 2.02; 2.86 and 2.28 g C kg -1 H 2 O, in the years 2017, 2018 and 2019, respectively. The grassland behaved as a carbon sink in the three-year period evaluated, with the highest GPP equal to 1007.20 gC m -2 observed in 2019, the year with the greatest soil water availability at KPBS. In 2017 and 2018 WUE e was dependent on water availability (Bowen Ratio (β) > 0), in 2019 WUE e was dependent on energy availability (β<0). The WUE e represented a biophysical response from grassland to dry years (2017 and 2018) and wet year (2019) at KPBS. Additional flux measurements are needed to study other watersheds at KPBS under different management conditions. Keywords: Aerodynamic conditions. Carbon. Evapotranspiration. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

O Brasil detém 11,6% de toda a água doce existente no planeta, sendo que 67% da água disponível é utilizada na agricultura. Verifica-se que o uso indiscriminado desse recurso tem gerado discussões quanto ao alcance de um desenvolvimento sustentável para o país. O eucalipto é uma espécie de uso múltiplo que apresenta rápido crescimento e alta produtividade, por ser adaptado às condições climáticas do Brasil. Para elevar a produtividade da cultura no campo, o processo de produção das mudas deve ser realizado propiciando condições hídricas, nutricionais, microclimáticas e sanitárias adequadas. A presente pesquisa teve como objetivos realizar a modelagem do crescimento das mudas de eucalipto em função do tempo térmico, desenvolver e calibrar um minilisímetro de pesagem para utilização em ambiente protegido e determinar a evapotranspiração de mudas de eucalipto em todas as fases de produção (enraizamento, aclimatação, crescimento e rustificação). O experimento foi conduzido no Viveiro de Pesquisas do Departamento de Engenharia Florestal, pertencente à Universidade Federal de Viçosa. Foram realizados dois ciclos de produção de mudas de eucalipto (Eucalyptus grandis x E. urophylla), sendo que no primeiro o manejo da irrigação foi realizado de acordo com o convencionalmente utilizado pelo viveiro. No segundo ciclo de produção a irrigação foi acionada em função da demanda hídrica na cultura. Além da determinação da biomassa fresca e seca das mudas, com periodicidade de 3 dias, foram realizadas medidas biométricas das mudas de eucalipto, nas quais foram mensuradas a área foliar, altura da parte aérea, diâmetro do colo e comprimento do sistema radicular. Posteriormente, foi determinada a qualidade das mudas por meio do Índice de Qualidade de Dickson (IQD). A determinação da evapotranspiração foi realizada com o auxílio do minilisímetro de pesagem, desenvolvido e calibrado para utilização em ambiente protegido. A quantificação da entrada e saída de água no minilisímetro foi baseada no acúmulo de biomassa fresca das mudas em função dos graus-dia acumulados, na interceptação de água pelas folhas e pela bandeja, e na quantidade de água retida nos microporos do substrato. Em média, foram necessários 1045 graus-dia acumulados para a produção das mudas de eucalipto, do enraizamento à rustificação, em ambos os ciclos de produção. Em média, a evapotranspiração das mudas de eucalipto na fase de enraizamento foi igual a 2,40 mm; na aclimatação igual a 2,00 mm; no crescimento de 4,82 mm e na rustificação igual a 3,84 mm. Com relação à lâmina aplicada, comparando a aplicação de água pelo manejo convencional e otimizado, verificou-se uma economia hídrica pelo manejo otimizado de 11,9 % na fase de enraizamento; 60,3 % na fase de aclimatação; 25,6 % na fase de crescimento e 30,6 % na fase de rustificação. As novas lâminas de irrigação propostas não afetaram a qualidade das mudas. A evapotranspiração das mudas no interior do ambiente protegido se mostrou altamente correlacionada com as variáveis meteorológicas externas, podendo ser recomendada para estimativa da evapotranspiração em ambiente protegido. | Brazil has 11.6% of all fresh water in the planet, with 67% of available water is used for agriculture. It appears that the indiscriminate use of this feature has generated discussions on the scope of sustainable development for the country. Eucalyptus is a multipurpose species exhibiting rapid growth and high productivity, to be adapted to the climatic conditions of Brazil. To raise the productivity of the crop in the field, seedling production process must be conducted providing water conditions, proper nutrition, microclimate and sanitary. This research had the objective of modeling the growth of eucalyptus seedlings as a function of thermal time, develop and calibrate a weighing microlysimeter for use in a protected environment and determine the evapotranspiration of eucalyptus seedlings at all stages of production (rooting, acclimatization, growth and hardening). The experiment was conducted in the Nurseries Research from the Department of Forestry, belonging to the Federal University of Viçosa. There were two production cycles of eucalyptus (Eucalyptus grandis x E. urophylla), and the first irrigation was carried out according to the traditionally used by the seedlings. In the second production cycle was thrown into the irrigation water demand function in culture. In addition to determining fresh and dry biomass of seedlings at intervals of 3 days were accomplished biometric measurements of eucalyptus seedlings, which were measured in leaf area, shoot height, stem diameter and length of the root system. It was later determined the quality of seedlings through the Dickson Quality Index (DQI). The determination of the evaporation was performed with the aid of the weighing microlysimeter, designed and calibrated for use in a greenhouse. Quantification of input and output of water in microlysimeter was based on fresh biomass accumulation of seedlings as a function of degree-days, in the interception of water by the leaves and the tray, and the amount of water retained in the micropores of the substrate. On average, it took 1045 degree-days for the production of eucalyptus seedlings, rooting for hardening in both production cycles. On average, the evapotranspiration of eucalyptus plants for rooting was equal to 2.40 mm; acclimatization equal to 2.00 mm, 4.82 mm of growth and hardening equal to 3.84 mm. With respect to the water depth applied, comparing the application of water by traditional management and optimized, there was a water economy optimized for the management of 11.9% for rooting, 60.3% at the acclimatization, the 25.6% growth phase and 30.6% during hardening. The proposed new irrigation levels did not affect the quality of the seedlings. The evapotranspiration of the plants inside the greenhouse was highly correlated with the variable weather outside, being recommended for the estimation of evapotranspiration in greenhouse. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Este estudo enfoca a relação entre um ecossistema de floresta tropical e a atmosfera, através das técnicas observacionais e de modelagem numérica dos fluxos de CO 2, vapor d’água e energia. Para estudar a resposta de ecossistemas tropicais em relação às condições ambientais foi desenvolvido neste trabalho um modelo simplificado de ecossistema tropical (Simple Tropical Ecosystem Model - SITE). SITE, modelo pontual que usa um intervalo de integração (dt) de uma hora, se baseia fundamentalmente em modelos previamente desenvolvidos, principalmente o LSX, o LSM e o IBIS, sendo, entretanto, muito mais simples. O modelo é estruturado com uma camada de dossel e duas camadas no solo, onde a primeira camada é próxima a superfície do solo e a segunda até uma profundidade de 3,5 m. SITE é um modelo dinâmico que incorpora nove processos: balanço da radiação infravermelha no dossel, balanço de radiação solar, processos aerodinâmicos, fisiologia vegetal e transpiração, balanço da água interceptada pelo dossel, transporte de massa e energia, fluxo de calor no solo, fluxo de água no solo e balanço de carbono. O modelo SITE, utilizado para estimar os fluxos de CO 2, água e energia, é forçado com base nos dados médios horários das observações meteorológicas das variáveis de temperatura, balanço de radiação, precipitação, umidade, vento e CO2. Para a calibração do modelo e validação dos resultados, foram usados os fluxos de CO2, vapor d’água e calor sensível. Os fluxos foram medidos por sensores instalados em uma torre micrometeorológica de aproximadamente 56 m de altura na Reserva Florestal de Caxiuanã, no município de Melgaço-PA, usando a técnica da covariância de vórtices turbulentos. O modelo reproduziu satisfatoriamente a variabilidade horária dos fluxos de CO2 e vapor d’água, e simulou de maneira apropriada os balanços destes elementos em escala sazonal. | The goal of this work was to study the relationship between an ecosystem of tropical forest and atmosphere, through measurement techniques and modeling of CO2, water vapor and energy fluxes. A simple tropical ecosystem model (SITE) was developed to study the response of tropical ecosystems related to the environmental conditions. SITE is a point model that uses an integration interval (dt) of one hour, and is based on models previously developed, mainly LSX, LSM and IBIS, being much simpler, though. The model is structured with a canopy layer and two soil layers, where the first layer is close to the soil surface and the second reaches 3.5 m of depth. xxv SITE is a dynamic model that incorporates nine processes: canopy infrared radiation balance, solar radiation balance, aerodynamic processes, canopy physiology and transpiration, balance of water intercepted by the canopy, transport of mass and energy, soil heat flux, soil water flux and carbon balance. The model SITE, used to predict the fluxes of CO 2, water and energy, is forced by hourly data of temperature, radiation balance, precipitation, humidity, wind and CO2. For calibration of the model and validation of the results, fluxes of CO2, water vapor and sensible heat were used. The fluxes were measured by sensors installed at a height of approximately 56 m in a micrometeorological tower at the Caxiuanã Forest Reserve, Melgaço County– PA, using the eddy covariance technique. The model reproduced well the hourly variability of the fluxes of CO2 and water vapor, and it simulated the balance of those elements in seasonal scale properly. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

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O déficit hídrico atinge freqüentemente a cultura de milho cultivada no período de primavera-verão. A utilização do sistema de semeadura direta pode ser uma tecnologia importante para minimizar os efeitos do déficit hídrico, por disponibilizar mais água às plantas. O trabalho teve como objetivo estudar indicadores da condição hídrica das plantas de milho cultivadas sob sistema de semeadura direta (SD) e convencional (SC). Desenvolveu-se um experimento numa área de aproximadamente 0,5 ha, metade cultivada em SD e metade em SC. Na divisão entre os sistemas foi posta a linha dos aspersores que possibilitou a disposição de níveis de água: máxima irrigação (I2), 41% da capacidade de campo (I1) e sem irrigação (I0). Mediu-se o potencial matricial da água no solo e os indicadores da condição hídrica da planta: potencial mínimo da água na folha, potencial de pressão, potencial osmótico hidratado e não hidratado, ajuste osmótico e condutância foliar máxima e mínima. Observou-se maiores valores de potencial mínimo de água na folha em plantas cultivadas sob SD, em razão do maior potencial matricial da água no solo neste sistema. O potencial de pressão e o osmótico hidratado diminuíram em razão do déficit hídrico, o que determinou a ocorrência de ajuste osmótico em ambos os sistemas, sendo este mais intenso em SC. A condutância foliar relacionou-se exponencialmente com o potencial mínimo da água na folha. Tanto o potencial mínimo da água na folha quanto a condutância foliar apresentaram sensibilidade ao déficit hídrico, podendo ser utilizados como indicadores da condição hídrica das plantas de milho em ambos os sistemas de manejo.

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O objetivo desse trabalho foi determinar o consumo de água e o desenvolvimento de mudas de macaúba na fase de pré-viveiro, cultivadas em ambiente protegido. O trabalho foi conduzido no viveiro pertencente a da Acrotech Sementes e Reflorestamento Ltda, localizado no município de Viçosa, Minas Gerais, Brasil. O experimento foi implantado no delineamento em blocos casualizados, com seis tratamentos baseados na evapotranspiração de referência (80%, 90%, 100%, 110%, 120% e lâmina usualmente aplicada pela empresa) e três repetições, totalizando 18 parcelas experimentais. Do total de parcelas experimentais, 12 estavam sobre minilísimetros, equipamento desenvolvido no Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, com a finalidade de medir a variação da massa em bandejas de produção de mudas. Foram avaliadas: altura da planta, comprimento da raiz, diâmetro do coleto, massa seca da parte aérea, massa seca da raiz e massa seca total, além das variáveis morfológicas também foram determinados o coeficiente da cultura (kc) para os tratamentos. O tratamento como o melhor desempenho para altura da planta foi a lâmina de 100% da ET 0 , enquanto para as demais variáveis avaliadas a maior lâmina obteve melhores resultados. A partir das variáveis agronômicas foi calculado o Índice de Qualidade de Dickson, não sendo constatada diferença estatística entre os tratamentos. | The aim of this study was to determine the water consumption and the development of macaúba palm seedlings in the pre-nursery stage, grown in a protected environment. The work was carried out in the nursery belonging to Acrotech Sementes e Reflorestamento Ltda, located in the municipality of Viçosa, Minas Gerais, Brazil. The experiment was implemented in a randomized block design, with six treatments based on the reference evapotranspiration (80%, 90%, 100%, 110%, 120% and deep water usually applied by the company) and three replications, totaling 18 experimental plots. From the total of experimental plots, 12 were on minilisimeter, equipment developed in the Department of Agricultural Engineering of the Federal University of Viçosa, with the purpose of measuring the variation of the mass in trays of production of seedlings. Plant height, root length, shoot diameter, dry shoot mass, root dry mass and total dry mass were evaluated. In addition to the morphological variables, the crop coefficient (kc) was also determined for the treatments. The treatment as the best performance for plant height was the 100% ET 0 deep water, while for the other variables evaluated the highest blade obtained better results. From the agronomic variables, the Dickson Quality Index was calculated, and no statistical difference between treatments was found. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

The Tropical Longleaf Forests Biome in South America (Biome 1 according to the WWF classification), composed mainly by the Amazon Rainforest and the Atlantic Forest, covers a representative portion of the planet's biodiversity. In the last decades (2001-2021) significant alterations in the use of the soil in this biome have been evidenced, threatening the future existence of the forests as known. From the evaluation of the variable Volumetric Soil Moisture (VSM), relating it with the hydric state, it was evaluated the state of the totality of the biome in the continent through maps and simulation with the Autoregressive Integrated Moving Average Model (ARIMA) making the forecast of the future climatic scenario based on the El Niño- Southern Oscillation (ENOS), meteorological systems. The use of Shared Socioeconomic Pathways (SSP) integrates the socio-political dynamics evident in the region to generate scientific advances in the search for effective strategies and actions for the monitoring and preservation of forests on the continent. A local scale analysis was also carried out for the Brazilian states of Acre and Rio de Janeiro. The results showed an increase in temperature and an increase in the amplitude of variation of precipitation in the biome. The use of ARIMA modeling showed changes up to 0.24 m3m-3 and increase in amplitude for future VSM values. Values were obtained in the range of (0.05 to 0.44 m3m-3), the December-January-February quarter (DJF) showed the highest average VSM value, while the June-July-August quarter (JJA) evidenced the lowest record. The lowest VSM records were in southern Amazonia (Ecuador, Peru, the Brazilian states of Acre, Mato Grosso, Pará and Maranhão) and in the Brazilian Atlantic Forest, the Southeast Region and the state of Bahia. Keywords: Biomes. Drought Vulnerability. Future simulation. ARIMA Analysis | The Tropical Longleaf Forests Biome in South America (Biome 1 according to the WWF classification), composed mainly by the Amazon Rainforest and the Atlantic Forest, covers a representative portion of the planet's biodiversity. In the last decades (2001-2021) significant alterations in the use of the soil in this biome have been evidenced, threatening the future existence of the forests as known. From the evaluation of the variable Volumetric Soil Moisture (VSM), relating it with the hydric state, it was evaluated the state of the totality of the biome in the continent through maps and simulation with the Autoregressive Integrated Moving Average Model (ARIMA) making the forecast of the future climatic scenario based on the El Niño- Southern Oscillation (ENOS), meteorological systems. The use of Shared Socioeconomic Pathways (SSP) integrates the socio-political dynamics evident in the region to generate scientific advances in the search for effective strategies and actions for the monitoring and preservation of forests on the continent. A local scale analysis was also carried out for the Brazilian states of Acre and Rio de Janeiro. The results showed an increase in temperature and an increase in the amplitude of variation of precipitation in the biome. The use of ARIMA modeling showed changes up to 0.24 m3m-3 and increase in amplitude for future VSM values. Values were obtained in the range of (0.05 to 0.44 m3m-3), the December-January-February quarter (DJF) showed the highest average VSM value, while the June-July-August quarter (JJA) evidenced the lowest record. The lowest VSM records were in southern Amazonia (Ecuador, Peru, the Brazilian states of Acre, Mato Grosso, Pará and Maranhão) and in the Brazilian Atlantic Forest, the Southeast Region and the state of Bahia. Keywords: Biomes. Drought Vulnerability. Future simulation. ARIMA Analysis | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior