Medindo Evapotranspiração e Coeficiente de Cultura: Um Guia Completo

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 (Kc_NDVI)

Condições Ambientais

• Umidade Relativa (RH)
• SPressão de vapor saturado (e_sat)
• Pressão real de vapo (e_a)
• Déficit de pressão de vaport (e_sat – e_a)
• Radiação líquida (R_n)
• Precipitação (Precip)
• Velocidade do vento (wind_speed)

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

1. Calculamos a evapotranspiração real (ET_f), que é semelhante à evapotranspiração de referência (ET_o) ou a evapotranspiração hipotética sob uma superfície de grama como referência. O ET_f 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 ET_f 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 (Kc_NDVI) 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.
   Kc_NDVI= 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.
   ET_c = ET_f x Kc_NDVI

 

 

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, o dispositivo multifuncional da Arable inclui um conjunto de sensores espectrais que calculam um índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) para aproximar o crescimento das culturas ao longo do tempo. Ao não depender de tabelas Kc_NDVI, pré-estabelecidas, a Arable é capaz de aplicar um coeficiente dinâmico de cultura (Kc) ao seu ET à medida que a cultura se desenvolve – uma abordagem que incorpora uma compreensão em tempo real de exatamente como a cultura está crescendo para calcular o KcNDVI conforme discutido acima.

Em segundo lugar, a abordagem da Arable incorpora medições diretas do campo, calculando um ET_f hiperlocal com base nas condições meteorológicas em torno do Arable Mark, em vez de usar uma estação meteorológica remota. O Mark coleta dados meteorológicos, incluindo temperatura, umidade e radiação solar, bem como vento, um componente-chave da ET e uma medição crítica que permite à Arable atingir uma precisão 15% maior do que usar apenas dados meteorológicos em campo. Isto fornece um valor mais preciso de evapotranspiração que é altamente representativo das condições da sua área de manejo.

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

CWD = Precip – ETc

Exemplos de caso de uso

No exemplo mostrado abaixo, um Mark na Austrália relatou uma entrada total de 12,44 mm de chuva na semana passada. O mesmo Mark reportou um ETc de 4,83 mm. Como a precipitação – o insumo – excede a quantidade de água perdida por evapotranspiração, sabemos que não é necessário irrigar neste momento.

Por outro lado, uma lavoura na Califórnia relatou precipitação de 7,62 mm e uma ETc de 17,27 mm para a mesma semana. Há um déficit de 9,65 mm de água (CWD = 7,62 mm Precip – 17,27 mm ETc), o que significa que a lavoura precisa de 9,65 mm acres-polegadas de irrigação para repor as perdas daquela semana.

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.