Simulação da extração da solução do solo pela cultura do milho utilizando modelo SWAP

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Ponciano, Isaac de Matos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Modelagem de água e solutos; TDR; Vadose zone; Water Modeling and solutes; Zona vadosa
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-03052016-164616/

A modelagem da dinâmica de solutos no solo tem se mostrado uma ferramenta essencial, pois permite simular cenários e prever impactos ao meio ambiente associados ao manejo inadequado de fertilizantes agrícolas. Na zona radicular das culturas a parametrização do transporte de solutos, bem como a parametrização física do solo, são de difícil determinação tornando a sua modelagem onerosa e imprecisa. Portanto, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a performance do modelo SWAP (Soil, Water, Atmosphere and Plant), em simular a extração da solução do solo pela cultura do milho, em ambiente protegido. O ambiente de estudo ficou restrito à rizosfera da cultura do milho ao longo de seu ciclo de desenvolvimento, mediante a aplicação de uma solução de nitrato de potássio via água de irrigação. Para isso, conduziu-se um experimento em ambiente protegido, cujo cultivo do milho foi feito em 18 lisímetros de drenagem de 500L com plantio de duas covas por lisímetro (plantio em 22/11/2014 e colheita em 22/02/2015). Os valores de umidade volumétrica do solo e de condutividade elétrica da solução do solo foram registrados pela TDR (Time Domain Reflectometry), sendo monitorados em 4 profundidades ao longo da secção transversal das raízes (5, 15, 25 e 35 cm). Também foram monitoradas variáveis agrometeorológicas a fim de se descrever as condições experimentais. Os valores simulados pelo modelo SWAP foram confrontados com os dados observados, registrados pela TDR. A avaliação da performance do modelo foi feita pelo emprego do índice de concordância (Id), índice de avaliação de modelos (E), raíz quadrada média do erro (RMSE) e coeficiente de determinação. Diante dos resultados obtidos, percebeu-se pelo monitoramento agrometeorológico que o ciclo da cultura se deu em condições de anomalias climáticas, isso de certa forma influenciou na extração de água pela cultura. A simulação da extração de água na rizosfera do milho pelo modelo SWAP demonstrou uma satisfatória performance do modelo, o qual apresentou resultado pelos índices de avaliação valores superiores a 0,7 e índices de concordância superiores a 0,9 para todas as camadas monitoradas. O erro quadrático médio foi inferior a 0,009 cm3 cm-3 para todas as camadas, apesar de ter nas camadas mais profundas uma atenuação qualitativa na simulação. O movimento da extração da solução do solo na rizosfera, em especial, nas camadas superficiais apresentaram resultados satisfatórios com índices de avaliação de modelos de 0,659 e 0,596 e índices de concordância de 0,913 e 0,834, respectivamente, para as camadas de 5 e 15 cm de profundidade. Já para as camadas mais profundas não se observou boa aderência do valor simulado aos dados. O coeficiente de extração relativa da solução do solo pelo milho apresentou valor de 16%. Assim, o modelo SWAP mostrou-se satisfatório na simulação do movimento da solução do solo na zona radicular da cultura do milho, mesmo sob condições atmosféricas extremas. Não obstante, seu desempenho foi prejudicado para as simulações em camadas inferiores, onde foi observada uma baixa variação do conteúdo de água e concentração de sais no solo.