AGROSOFT 99
 II Congresso da SBI-Agro

Balanços Hídricos e Produtividade de 
Culturas v 6.1 para Excel 7.0

 

Autores

Glauco de Souza Rolim
E-mail: gsrolim@hotmail.com.br
Vínculo: Eng. Agrônomo, Mestrando do Departamento de Ciências Exatas , ESALQ/USP
Endereço: Caixa Postal 9, 13418-900, Piracicaba, SP.
Telefone:  (019) 422-9629

Paulo Cesar Sentelhas
E-mail: pcsentel@carpa.ciagri.usp.br.
Vínculo: Eng. Agrônomo, Dr. Prof. Assistente do Departamento de Ciências Exatas, ESALQ/ USP
Endereço: Caixa Postal 9, 13418-900, Piracicaba, SP.
Telefone:  (019) 429 4283

Resumo

Foram elaborados três programas para os cálculos de Balanço Hídrico (BH): Normal, Sequencial e de Cultura segundo método de THORNTHWAITE & MATHER (1955). A planilha que realiza o cálculo do BH de cultura, também faz o cálculo da Produtividade Potencial e Real, pelo método da zona agroecológica (FAO - DOORENBOS & KASSAM,1979). Os programas foram desenvolvidos no ambiente EXCEL7.0tm, dando, portanto, ao usuário uma ótima ferramenta para a confecção de gráficos e criação e manipulação de banco de dados. As planilhas possuem áreas que não são acessíveis ao usuário, reservadas para os cálculos básicos e para a lógica do programa. Nas áreas disponíveis, o usuário poderá entrar com os dados, modificar/criar gráficos, ou inserir fórmulas. Os programas possuem a capacidade de realizar cálculos em qualquer quantidade e passo de tempo desejado. Inicialmente, o programa utiliza a método de THORNTHWAITE (1948) para a estimativa da evapotranspiração potencial (ETP), mas o usuário poderá usar qualquer outro método. Para tanto, deverá introduzir as fórmulas adequadas nas áreas indicadas. Esta maleabilidade dos programas disponibiliza a utilização dos mesmos em uma ampla variedade de condições climáticas.

Abstract

Three programs were developed for Water Balance calculation: normal, sequencial and for culture, folowing the Thornthwaite & Mather (1955) method. The spreadsheet that makes the calculation of Water Balance for culture, makes the Potential and Real Produtivity calculation as well, folowing the Agroecological Zone method (FAO). The programs were developed for EXCELtm environment, because this, they give to the users a good tool for graphic confection and data manipulating. The spreadsheets have areas that the user are not alowed to enter new data, these areas are reserved to basic calculations and program’s logic. In the areas that the users are alowed to change, they have permition to enter data, modify/create graphics or insert formulas. The programs have the capacity to do calculations in any quantity and time step. Initialy, the programs use the Thornthwaite (1948) method for estimate the potential evapotranspiration, but the user can change this method as they please. This capacity of the programs disponibilize the utilization in a large range of climatic conditions.

Palavras Chaves

planilha de cálculo, balanço hídrico, produtividade de cultura. spreadshets, water balance, crop produtivity

1. INTRODUÇÃO

O balanço hídrico é um sistema contábil de monitoramento da água do solo e resulta da aplicação do princípio de conservação de massa para a água num volume de solo vegetado (PEREIRA et al., 1997). Segundo esses autores a variação do armazenamento, num intervalo de tempo, representa o balanço entre entradas e saídas de água do volume de controle, os quais basicamente são seis para as entradas: chuva; orvalho; escoamento superficial; drenagem lateral; ascensão capilar e irrigação, e quatro para as saídas : evapo(transpi)ração; escoamento superficial; drenagem lateral e drenagem profunda. Sendo mais específico para cada tipo de BH calculado neste trabalho , podemos dizer que: (i) o BH Normal é importante para o planejamento agrícola, caracterização climática de uma região servindo de subsídio para a determinação da melhor época e tipo de manejo para a exploração agrícola. (ii) BH sequencial é importante para as tomadas de decisões nas práticas agrícolas como por exemplo: plantio, colheita, irrigação, entre outros.(iii) BH de cultura é importante nos mesmos itens, porém, levando-se em consideração as diferentes necessidades hídricas das culturas.

2. MATERIAL E MÉTODOS

Foi seguido o método de THORNTHWAITE & MATHER(1955) para o cálculo do BH Normal e Sequencial (programas BHnorm61.xls e BHseq61.xls, respectivamente). Esse método considera que a variação do armazenamento (ARM) de água do solo é uma função exponencial que envolve uma capacidade de água disponível (CAD) (Função da profundidade de exploração efetiva das raízes e características físicas do solo) e perda de água acumulada (Negativo Acumulado). Para a estimativa da ETP os programas utilizam o procedimento proposto por THORNTHWAITE (1948), o qual tem a vantagem de necessitar apenas dos dados de temperatura média do ar dos períodos e da latitude local. Esse método dá resultados confiáveis entre as latitudes de 40oN e 40oS (DOURADO NETO & Van LIER, 1991). Apesar dos programas inicialmente estarem configurados para este método, é permitido ao usuário que o substitua por qualquer outro. A inicialização do BH Normal segue o critério de MENDONÇA (1958), disponibilizando a utilização dos cálculos para regiões áridas ou semi-áridas. Para o BH sequencial é dada ao usuário duas opções: o valor do armazenamento do período anterior pode ser fornecido, ou este valor ficará igual a capacidade de água disponível (CAD).

O cálculo do BH de cultura (programa BHcult61.xls) seguiu também o método apresentado por THORNTHWAITE & MATHER (1955), mas com modificações propostas por BARBIERI et al. (1997) que possibilita o cálculo com CAD e coeficiente de cultura (Kc) variáveis. Essas modificações são importantes pois se sabe que no caso de uma cultura, a CAD e o Kc (função do índice de área foliar-IAF) não são constantes, variando com a fase fenológica da cultura. O usuário poderá fazer uma regressão específica para cada espécie ou variedade a ser utilizada, que relacione somatório do índice térmico (graus-dias) em um determinado período (SITi) e o Kc. Essa função indicará aos cálculos a duração de cada fase fenológica e por conseguinte a duração total do ciclo da cultura para uma determinada época de plantio. Se o usuário não desejar fazer esta função, ele poderá entrar manualmente com os valores de Kc e a opção do somatório do índice térmico não terá efeito. Neste programa temos também os cálculos de produtividade potencial e real: Produtividade Potencial: ou Rendimento Potencial (Ym) seguiu o método proposto pela FAO (DOORENBOS & KASSAM, 1979) - Método da Zona Agroecológica, baseado na metodologia de De WIT (1965), com modificações proposta por BARBIERI & TUON (1992), que considera as variações da IAF durante o ciclo, possibilitando os cálculos para cada fase fenológica. Supõe-se através desse método, que sejam satisfeitas completamente as necessidades climáticas da cultura sob o aspecto hídrico, nutricional e fitossanitário, não afetando negativamente no seu crescimento/desenvolvimento. Sendo assim, as culturas expressam totalmente seu potencial genético sob o referido clima. Produtividade Real: ou Atual ou Rendimento Real (Yr); seguiu também o método proposto pela FAO (DOORENBOS &KASSAM, 1979). Quando o suprimento de água não atende às necessidades hídricas da cultura, a evapotranspiração real ou atual da cultura (ETa) é inferior à evapotranspiração máxima da cultura (ETm), ou seja, ETa<ETm. Nessa condição, desenvolve-se um estresse hídrico na planta, o qual afetará adversamente o crescimento da cultura e, consequentemente, a sua produtividade.

 

3. DESCRIÇÃO DOS PROGRAMAS

Os programas fazem os cálculos em qualquer passo de tempo, e o número de linhas necessários aos cálculos podem ser ajustadas automaticamente.

Programa BHnorm61.xls: Apresenta uma planilha para o cálculo do BH Normal e ainda quatro gráficos: a) Balanço Hídrico: Evapotranspiração Potencial (ETP), Evapotranspiração Real (ETR) e precipitação ( Figura 1a), b) Extrato do Balanço Hídrico: Deficiência e Excedente hídrico (Figura 1b) , c) Armazenamento , Capacidade de água disponível, variando no tempo e d) Deficiência, Excedente, Reposição e Retirada Hídrica (Figura 1c).

Figura 1. Representação gráfica do Balanço Hídrico fornecida pelo programa BHnorm6.xls para Piracicaba-SP (1917-1996) com CAD=100mm: Balanço Hídrico completo (a); Extrato do Balanço Hídrico (b); Deficiência, Excedente, Retirada e Reposição Hídrica (c).

Programa Bhseq61.xls: Apresenta uma planilha para o cálculo do BH sequencial (Figura 2).

Figura 2. Tela inicial do programa BHseq6.xls

Possui também os seguintes gráficos: a) Balanço Hídrico, b) O Extrato do Balanço Hídrico, c) Armazenamento e Capacidade de água disponível, variando no tempo, d) Excedente, Deficiência, Retirada e Reposição Hídrica.

Programa Bhcult61.xls: Possui uma planilha para a entrada dos dados e cálculos do BH da cultura, Produtividade Potencial e Produtividade Real (Figura 3).

Figura 3. Tela inicial do programa BHcult6.xls

A planilha "Relatório" apresenta uma listagem dos dados iniciais e os resultados finais da produtividade potencial e real da cultura. Pode ser visualizado ainda, a data estipulada para o plantio e a data prevista para a colheita. A planilha "Todos Períodos" contém os resultados do cálculo automático para todos os períodos desejados, apresentando: data de plantio; número de dias, evapotranspiração atual, evapotranspiração potencial para todos os subperíodos da cultura; quebra de produtividade; Produtividade Potencial; Produtividade Real; número de dias do ciclo e data de colheita. Outra planilha possui os "Gráficos": a) do BH com indicação dos diferentes fases fenológicas; b) Extrato do Balanço Hídrico, com indicação do período do desenvolvimento da cultura; c) Número de dias e os respectivos valores da quebra de produtividade acumulada, para cada fase fenológica (Figura 4b); d) CAD e ARM, variando no tempo; e) Precipitação, Temperatura-base da cultura, Temperatura média do período, variando no tempo; f) ETP, ETm, ETa, fases fenológicas, variando no tempo.

 

4. OBTENÇÃO DOS PROGRAMAS:

Glauco Rolim :gsrolim@hotmail.com ou Rua Manoel Ferraz de Arruda Campos, 1460. Bairro Alto. Piracicaba-SP. CEP 13417-120. Fone (19) 422-9629

 

5. BIBLIOGRAFIA