O objetivo deste trabalho foi simular o conteúdo de água disponível no solo e o rendimento das culturas de trigo, soja e milho, em Santa Maria, RS, e associá-los ao fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENOS). O período estudado foi de 1969 a 2003. A água disponível no solo e o rendimento das culturas foram calculados com modelos matemáticos disponíveis na literatura. A água disponível no solo foi representada pela fração de água transpirável no solo pelas plantas. Foi constatado que a menor disponibilidade hídrica no solo está associada a anos neutros, e a maior disponibilidade hídrica está relacionada a eventos do El Niño. Os anos de La Niña foram os mais favoráveis ao rendimento de grãos da cultura de trigo, enquanto os anos de El Niño foram os mais favoráveis ao rendimento de grãos de soja e milho. Ficou evidente que os anos classificados como neutros, em relação ao ENOS, são os de maior risco de perda de rendimento de grãos destas duas culturas de verão, em conseqüência da menor disponibilidade hídrica no solo, o que é uma informação importante no planejamento de estratégias para o agronegócio relativamente a uma previsão do fenômeno ENOS.<br>The objective of this study was to simulate soil water content, and wheat, soybean and maize yields, in Santa Maria, RS, Brazil, and link their interannual variability to El Niño Southern Oscillation (ENSO). The period studied was 1969 to 2003. Soil water content and the yields of wheat, soybean and maize were simulated with models available in the literature. Soil water content was represented by the fraction of transpirable soil water. The results showed that the lowest soil water content in Santa Maria is associated to neutral years and the highest soil water is associated to El Niño events. La Niña years were more favorable to high wheat yield, whereas El Niño years were more favorable to high soybean and maize yields. It was evident that years classified as neutral years in respect to ENSO are riskier to grain yields of soybean and maize crops, which is an important information for planning strategies in agribusiness considering ENSO forecast.

O objetivo deste trabalho foi avaliar dois métodos de determinação de água disponível no solo (um direto e outro de laboratório), e o efeito de três níveis de água disponível (10%, 25% e 40%) na cultura do algodoeiro herbáceo (Gossypium hirsutum L. r. latifolium Hutch). O trabalho foi realizado em casa de vegetação do Departamento de Solos e Engenharia Rural/Centro de Ciências Agrárias/Universidade Federal da Paraíba, Município de Areia, PB. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, com distribuição em esquema fatorial 2 x 3, com três repetições. Conforme a análise de variância, a faixa de água disponível no solo, encontrada mediante a utilização do método direto, supera significativamente (p<FONT FACE=Symbol>  £</FONT>0,05) a obtida pelo método de laboratório. O manejo das irrigações do algodoeiro com base em 40% da água disponível, determinado pelo método direto, proporcionou os maiores resultados de evapotranspiração, de área foliar e acumulação de fitomassa na parte aérea da cultura. Observou-se ainda interação métodos x níveis de água disponível em todas as variáveis estudadas.

O objetivo deste trabalho foi avaliar dois métodos de determinação de água disponível no solo (um direto e outro de laboratório), e o efeito de três níveis de água disponível (10%, 25% e 40%) na cultura do algodoeiro herbáceo (Gossypium hirsutum L. r. latifolium Hutch). O trabalho foi realizado em casa de vegetação do Departamento de Solos e Engenharia Rural/Centro de Ciências Agrárias/Universidade Federal da Paraíba, Município de Areia, PB. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, com distribuição em esquema fatorial 2 x 3, com três repetições. Conforme a análise de variância, a faixa de água disponível no solo, encontrada mediante a utilização do método direto, supera significativamente (p<FONT FACE=Symbol>  £</FONT>0,05) a obtida pelo método de laboratório. O manejo das irrigações do algodoeiro com base em 40% da água disponível, determinado pelo método direto, proporcionou os maiores resultados de evapotranspiração, de área foliar e acumulação de fitomassa na parte aérea da cultura. Observou-se ainda interação métodos x níveis de água disponível em todas as variáveis estudadas. | The main objective of this work was to evaluate two methods of determination of soil available water (a direct method and other in laboratory) and the effect of three levels of available water (10, 25 and 40%) in cotton crop (Gossypium hirsutum L. r. latifolium Hutch). This work was developed in green house condition in the Departamento de Solos e Engenharia Rural/Centro de Ciências Agrárias/Universidade Federal da Paraíba, located in Areia, PB, Brazil. A completely randomized block was utilized in a 2 x 3 factorial arrangement, with three replications. The variance analysis showed that the values of the available water in soil using the direct method were significantly (p <= 0.05) bigger than the lab method. The management of irrigation in the cotton crop using 40% of available water determinated through the direct method showed the better results of evapotranspiration, leaf area, aboveground biomass. There was interaction of methods x levels of available water for all variables studied.

O objetivo deste trabalho foi simular o conteúdo de água disponível no solo e o rendimento das culturas de trigo, soja e milho, em Santa Maria, RS, e associá-los ao fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENOS). O período estudado foi de 1969 a 2003. A água disponível no solo e o rendimento das culturas foram calculados com modelos matemáticos disponíveis na literatura. A água disponível no solo foi representada pela fração de água transpirável no solo pelas plantas. Foi constatado que a menor disponibilidade hídrica no solo está associada a anos neutros, e a maior disponibilidade hídrica está relacionada a eventos do El Niño. Os anos de La Niña foram os mais favoráveis ao rendimento de grãos da cultura de trigo, enquanto os anos de El Niño foram os mais favoráveis ao rendimento de grãos de soja e milho. Ficou evidente que os anos classificados como neutros, em relação ao ENOS, são os de maior risco de perda de rendimento de grãos destas duas culturas de verão, em conseqüência da menor disponibilidade hídrica no solo, o que é uma informação importante no planejamento de estratégias para o agronegócio relativamente a uma previsão do fenômeno ENOS. | The objective of this study was to simulate soil water content, and wheat, soybean and maize yields, in Santa Maria, RS, Brazil, and link their interannual variability to El Niño Southern Oscillation (ENSO). The period studied was 1969 to 2003. Soil water content and the yields of wheat, soybean and maize were simulated with models available in the literature. Soil water content was represented by the fraction of transpirable soil water. The results showed that the lowest soil water content in Santa Maria is associated to neutral years and the highest soil water is associated to El Niño events. La Niña years were more favorable to high wheat yield, whereas El Niño years were more favorable to high soybean and maize yields. It was evident that years classified as neutral years in respect to ENSO are riskier to grain yields of soybean and maize crops, which is an important information for planning strategies in agribusiness considering ENSO forecast.

Water is an abiotic factor, essential in several biological, physiological and chemical processes of plants in general, directly interfering in crops potential yield. Thus, quantifying the plant water requirements in order to avoid losses due to water deficit, especially in the phenological stages that directly affect productivity and grain quality, is necessary. The objectives of this study were: (a) to evaluate the soil water balance during the whole crop cycle of wheat in two climatic scenarios (temperate and tropical), aiming to identify the occurrence of water stress in the period in which yield and grain quality are affected and (b) to calibrate and validate the SIMDualKc soil water balance model to estimate evapotranspiration (ETc) and soil evaporation (Es) during the wheat development cycle and; (c) to evaluate water use and wheat crop grain yield in dry and humid climate scenarios, including the derivation of the basal crop coefficients (Kcb), according to climatic variability of each site. Field studies were carried out in a dry (Cerrado - Scenario I) and wet (Santa Maria - Scenario II) region, using wheat, irrigated by sprinkling, in the 2017 and 2018 crop growing seasons. The water balance model SIMDualKc was used to simulate soil water balance in both scenarios. The results showed good agreement between the observed and simulated values of soil available water (ASW), with a regression coefficient (b0) ranging from 1.00 to 0.99 for Scenario I and II, respectively, a coefficient of determination (R2) equal of 1.00 and an average RMSE (root mean square error) of 4.90 mm. The calibrated and validated Kcb values were 0.1 and 0.15 for the initial phase (Kcb ini), 0.9 and 1.0 for the intermediate phase (Kcb mid) and, in the final stages, the values were 0.25 for both scenarios. The result of the soil water balance showed that wheat cultivated in the Brazilian Cerrado (dry climate) presented higher water use (ETc), when compared to wheat cropped in the South region (humid climate). A slight water deficit was observed in the 2017 growing season, nearly at the end of the reproductive stage, in both areas, stage as there is a higher crop water demand, which resulted in a reduction in grain yield. Results also had shown that the SIMDualKc model was an appropriate tool for scheduling and management the irrigation events, as well as for improving crop and water productivity upon wheat in contrasting climatic scenarios in Brazil. | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | A água é um fator abiótico, essencial em diversos processos biológicos, fisiológicos e químicos das plantas em geral, interferindo diretamente no potencial produtivo das culturas. Assim, quantificar a demanda hídrica da cultura, a fim de evitar perdas por déficit hídrico, principalmente nos estádios fenológicos que afetam diretamente a produtividade e a qualidade dos grãos, se faz necessário. Os objetivos deste estudo foram: (a) avaliar o balanço hídrico durante o ciclo da cultura do trigo cultivado em dois cenários climáticos (temperado e tropical), visando identificar a ocorrência de stress hídrico no período em que o rendimento e qualidade dos grãos são afetados;(b) calibrar e validar o modelo de balanço hídrico SIMDualKc para estimar a evapotranspiração (ETc) e a evaporação do solo (Es) durante o ciclo de desenvolvimento do trigo e; (c) avaliar o consumo de água e rendimento de grãos da cultura do trigo em cenários de clima seco e úmido, incluindo a derivação dos coeficientes de cultura basal (Kcb), de acordo com variabilidade climática de cada local. Estudos de campo foram conduzidos em região seca (Cerrado - cenário I) e úmida (Santa Maria - cenário II), com a cultura do trigo, irrigada por aspersão, nas safras agrícolas de 2017 e 2018. Utilizou-se o modelo de balanço hídrico SIMDualKc, para simular o balanço hídrico do solo em ambos os cenários. Os resultados demostraram boa concordância entre os valores observados e simulados de água disponível no solo (ASW), com um coeficiente de regressão (b0) de 1,00 e 0,99 para o Cenário I e II, respectivamente, um coeficiente de determinação (R2) igual a 1,00 e um RMSE médio de 4.90 mm. Os valores de Kcb calibrados e validados foram de 0,1 e 0,15 para a fase inicial (Kcb ini), 0,9 e 1,0 para a fase intermediária (Kcb mid) e, na fase final, os valores foram de 0,25 para os cenários I e II, respectivamente. O resultado do balanço hídrico demostrou que o trigo cultivado no Cerrado brasileiro (clima seco) apresentou maior consumo de água (ETc), quando comparado com à região Sul (clima úmido). Um leve déficit hídrico foi observado no ano de 2017, no estádio fenológico reprodutivo, nas duas áreas estudadas, período em que ocorre maior demanda hídrica da cultura, o que acarretou em redução no rendimento de grãos. O modelo SIMDualKc apresentou-se como uma ferramenta apropriada para a calendarização e manejo de eventos de irrigação, assim como, para a melhoria na produtividade da água para a cultura do trigo em cenários climáticos contrastantes no Brasil.

O impacto de uma possível mudança climática sobre a água disponível em agroecossistemas é um assunto de interesse no planejamento do agronegócio. O objetivo deste estudo foi simular o impacto da mudança climática sobre o balanço de água no solo em agroecossistemas de trigo, soja e milho em Santa Maria, RS. Foram criados cenários meteorológicos dobrando-se a quantidade de CO2 com diferentes aumentos de temperatura do ar com e sem aumento de precipitação pluvial. A água disponível no solo foi representada pela fração de água transpirável no solo pelas plantas (FATS) e calculada com modelos matemáticos disponíveis na literatura. Os resultados mostraram que o aumento de temperatura diminui a FATS e esta diminuição é mais preocupante nas culturas de verão (soja e milho) do que na cultura do trigo.

The El Nino Southern Oscillation (ENSO) is a large-scale phenomenon that impacts weather and climate worldwide, including Southern and Northeast Brazil. Soil water is a major factor that affects interannual crop production in Rio Grande do Sul State. Other factor that may affect crop yield is the possible climate change. Human activities have been blamed to increase the CO2 concentration of the Earth s Atmosphere. Earth temperature may increase in response to increasing CO2 concentration. The Impact of the projected climate change on soil water and agroecossystems yield is an important and relevant issue both from a scientific and political viewpoint. The objective of this study was to simulate wheat, maize and soybean yields, and the fraction of transpirable soil water (FTSW) and link its interannual variability to ENSO and under climate change scenarios at Santa Maria, RS. Soil water and crop yield were simulated with models available in the literature. Air temperature and rainfall were modified to create climate change scenarios. The results showed that neutral years are the years of the largest risk to production of wheat, maize and soybean. During La Niña years the trend of water deficit is not clear and El Niño years are associated with years with greater FTSW. The increase in temperature, expected to decreases wheat and maize yields more than soybean yield. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | O El Niño Oscilação Sul (ENOS) é um fenômeno de grande escala que afeta o tempo e o clima em diversos locais do Globo Terrestre, incluindo o Brasil, especialmente as regiões Sul e Nordeste brasileiro. A água disponível no solo para os cultivos é um importante fator de variabilidade interanual da produção agrícola no Estado do Rio Grande do Sul. Outro fator que poderá influenciar o rendimento das culturas é a possível mudança climática. A concentração de CO2 da atmosfera terrestre está aumentando devido às atividades humanas, assim, a temperatura média do ar do Planeta poderá aumentar nos próximos anos devido ao efeito estufa do CO2 atmosférico. O impacto de uma possível mudança climática sobre a água disponível e o rendimento em agroecossistemas é um assunto de interesse científico e político. O objetivo deste estudo foi simular a fração de água disponível no solo e sua conseqüência sobre o rendimento de trigo, milho e soja, associando sua variabilidade interanual com o fenômeno ENOS e, em diferentes cenários climáticos para Santa Maria, RS. Para a simulação foi utilizado o cenário meteorológico atual (1969-2003) e, criados cenários de mudança climática com diferentes aumentos de temperatura do ar com e sem aumento de precipitação pluviométrica para os próximos 100 anos. Os resultados mostraram que anos neutros constituem anos de maior risco para as culturas do trigo, milho e soja. Para anos de La Niña a tendência de défice hídrico não foi tão clara. Anos de El Niño, normalmente, estão associados a maior disponibilidade hídrica para as plantas. Se o aquecimento global se confirmar, espera-se que o rendimento de grãos de trigo e milho seja mais afetado do que a soja.

The water evaporation (Es) is one of the main components of water balance and energy of ground surface. Precise measurements of the Es dynamics require the understanding of water and energy partition on the interface soil surface and atmosphere. The Es accumulated is a function of time, soil texture, and presence or absence of crop residues on soil surface, plants and its stage of development, rainfall and irrigation distribution, with strong influence of the atmosphere evaporative demand. This paper aims to quantify the effect of crop residues in no-tillage system on the components of soil water balance on irrigated and non-irrigated areas and evaluate the dynamic of retained water by the straw after the wetting cycles duet to raindall or irrigation events. Two experiments were carried out, on the experimental area of Department of Rural Engineering of Federal University of Santa Maria. The experiment I was carried out from 2013 to 2014, under a mobile reinaout shelter, in 9 m² plots. A bi-factorial experimental design was used, with three replications, where the factor A was the three soil covering levels: 0, 2 e 4 t ha-1 of black oat residues. The factor B was the three irrigation levels. It was used a micro sprinkling system with an application rate of 8 mm h-1 and a service pressure of 100 kPa. After every irrigation event, a sample of 0,09 m² of the crop residues was collected and weighted, in a time interval of 0, 3, 6, 24 hours after the irrigation, in order to measure the residues retained water. The soil water content was monitored in all experimental units, to a depth of 85 cm, using a set of FDR sensors. The soil water balance was determined by the relation between irrigation depth applied, subtracted the infiltrated irrigation detph, the water retained by the residues and the evaporated irrigation depth, after every irrigation event. The experiment II was carried out during 2015/2016 crop season, using microlysimeters (ML), with dimensions of 10 cm diameter and 10 cm height. It was used the same treatment levels of the experiment I, with three replications. A set of ML was installed in a fallow area with natural rainfall and a second set was installed in an area with soybean, both submitted to natural rainfall. The MLs were weighted, daily, at 6 p.m., with the exception of the days with rainfalls. The Es of the ML was determined by the reason of the difference between the mass of ML measured at time intervals of 24h and ML area. The results indicated that the increase on the quantity of residues from 2 to 4 t ha-1 did not improve the water interception and storage by residues. The evaporation daily percentage was more influenced by atmosphere evaporative demand than by the amount of crop residues on soil surface. Crop residues are important to preserve the soil moisture and have direct impact on soil water availability and the soil water balance during the entire crop cycle duration. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | A evaporação da água (Es) é um dos principais componentes do balanço de água e energia da superfície do solo. Medidas precisas da dinâmica da Es requerem o entendimento da participação da água e da energia na interface superfície e atmosfera. A Es acumulada é uma função do tempo, da textura do solo, da presença ou não de resíduos vegetais na superfície do solo, das plantas e estádios de desenvolvimento, da ocorrência de chuvas e irrigações, com forte influência da demanda evaporativa da atmosfera. Assim, o objetivo desse trabalho foi quantificar o efeito do resíduo vegetal do sistema plantio direto nos componentes do balanço hídrico do solo em áreas irrigadas e de sequeiro e avaliar a dinâmica da água retida pela palha após o umedecimento pela chuva ou irrigação. Dois experimentos foram conduzidos, em área experimental do Departamento de Engenharia Rural, da Universidade Federal de Santa Maria. O experimento I foi conduzido entre os anos de 2013 e 2014, sob uma cobertura móvel, em parcelas de 9 m2. Utilizou-se um delineamento bi-fatorial, com três repetições, onde o fator A foi constituído de três níveis de cobertura do solo: 0, 2 e 4 t ha-1 de resíduos de aveia preta. O fator B foi constituído de três lâminas de irrigação. Utilizou-se um sistema de micro aspersão, com taxa de aplicação de 8 mm h-1 e pressão de serviço de 100 kPa. Após cada evento de irrigação, uma amostra de 0,09 m2 de resíduos vegetais era coletada e pesada, em intervalos de 0, 3, 6 e 24 horas após a irrigação, à fim de medir a água retida pelos resíduos. O conteúdo de água no solo foi monitorado em cada unidade experimental, até a profundidade de 85 cm, utilizando-se um conjunto de sensores FDR. O balanço hídrico do solo foi determinado pela relação entre a lâmina aplicada, subtraída da lâmina infiltrada, a água retida pelo resíduo vegetal e da lâmina evaporada, após cada evento de irrigação. O experimento II foi conduzindo no ano agrícola de 2015/2016, utilizando microlisimetros (ML), com dimensões de 10 cm de diâmetro e 10 cm de altura. Utilizou-se os mesmos níveis de cobertura do experimento I, com três repetições. Um conjunto de ML foi instalado em uma área em pousio com chuva natural e um segundo conjunto foi instalado em uma área com soja, também com chuva natural. Os ML foram pesados em balança de precisão, diariamente, às 18 horas, com exceção dos dias onde se registou chuva. A Es da água nos ML foi determinada pela razão entre a diferença entre a massa dos mesmos num intervalos de 24 horas e a área do ML. Resultados indicaram que o aumento na quantidade de resíduos de 2 para 4 t ha-1 não incrementou a interceptação e armazenamento de água pelos resíduos vegetais. A taxa diária de evaporação foi mais influenciada pela demanda evaporativa da atmosfera do que pela presença de resíduos culturais na superfície do solo, que está relacionado com a quantidade de resíduo. Os resíduos vegetais tem importância quanto ao efeito na disponibilidade de água no solo em todo o ciclo vegetativo.