Crop evapotranspiration and crop coefficient of jatropha from first to fourth year

• Main Author: Lena, Bruno Patias
• Other Authors: Folegatti, Marcos Vinicius
• Format: Others
• Language: en
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2016
• Subjects: Consumo hídrico do pinhão-manso; Irrigação; Irrigation; Jatropha water balance; Lisímetros; Lysimeter
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-06012017-111443/

The determination of crop coefficient (Kc) with adequate methodology is important to quantify regional water requirement. Jatropha (Jatropha curcas L.) Kc is still unknown and this information will be essential to provide reliable irrigation parameters, as well as for crop zoning. The objective of this study was to determine jatropha actual crop evapotranspiration (ETc) and Kc from 1st to 4th growing year, and correlate Kc with leaf area index (LAI) and cumulative thermal unit (CTU). The experiment was performed from March 2012 to August 2015 at \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture (ESALQ)/University of São Paulo (USP), at Piracicaba city, SP, Brazil. The experiment was divided into center pivot, drip, and rainfed treatments. Two large weighing lysimeters (12 m2 each lysimeter) per treatment were used to determine jatropha ETc (one plant per lysimeter). Reference evapotranspiration (ET0) was determined by Penman-Monteith method from a weather station data situated close to the treatments. Daily Kc was determined for the two irrigated treatments by the ration between ETc and ET0 (Kc=ETc/ET0). LAI was determined using the LAI-2200 plant canopy analyzer, which was previously calibrated for jatropha canopy type. In all growing years, LAI was almost zero at the beginning of vegetative stage, increasing until a maximum during productive stage, and decreasing to zero in the leaf senescence stage. Annual ETc trend during the three growing was very similar, which was explained by the different growing periods and the LAI variation. In the 1st year Kc was 0.47 for both treatments. In the 2nd, 3rd, and 4th years Kc ranged from 0.15 to 1.38 for center pivot treatment and from 0.15 to 1.25 for drip treatment. Kc average in 2nd, 3rd, and 4th years during vegetative and productive growing periods was 0.77, 0.93, and 0.82 for center pivot treatment, respectively, and 0.69, 0.79, and 0.74 for drip treatment, respectively. The relationship between Kc and LAI for the center pivot treatment was adjusted to a logarithmical equation with coefficient of determination (R2) and root mean square error (RMSE) of 0.7643 and 0.334, respectively. For the drip treatment R2 was 0.8443 and 0.2079, respectively. In all three years analyzed, Kc related to CTU by a 3rd degree polynomial equation for both treatments. === A determinação de coeficiente de cultivo (Kc) com metodologia adequada é essencial para quantificar o consumo hídrico de cultivos em diferentes regiões. Valores de Kc do pinhão-manso (Jatropha curcas L.) ainda não foram determinados e essa informação é muito importante para auxiliar o manejo de irrigação de maneira adequada. O objetivo desse estudo foi determinar a evapotranspiração (ETc) e Kc do 1º ao 4º ano de cultivo do pinhão-manso, e correlacionar Kc com o índice de área foliar (IAF) e a soma da unidade térmica (SUT). O experimento foi realizado de março de 2012 à agosto de 2015 na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ)/Universidade de São Paulo (USP), na cidade de Piracicaba, SP, Brasil. O experimento foi divido nos tratamentos irrigados por pivô central, gotejamento e sem irrigação. Foram utilizados dois lisímetros de pesagem (12 m2 de superfície em cada lisímetro) por tratamento para realizar a determinação de ETc (uma planta por lisímetros). A evapotranspiração de referência (ET0) foi determinado pelo método de Penman-Monteith a partir de dados meteorológicos coletados na estação meteorológica localizada ao lado do experimento. Valores diários de Kc foram determinados nos tratamentos irrigados pela razão entre ETc e ET0 (Kc=ETc/ET0). IAF foi determinado utilizando o equipamento LAI-2200 Plant Canopy Analyzer, que foi previamente calibrado para adequar as características do dossel do pinhão-manso. Em todos os anos avaliados, o IAF foi quase zero durante o início do período vegetativo, aumentando os valores conforme a planta começou a se desenvolver até atingir valores máximos durante o período produtivo, decrescendo os valores até zero no estádio de desenvolvimento de senescência foliar. A variação anual de ETc no 2º, 3º e 4º ano foi muito similar, explicado pelos diferentes períodos de desenvolvimento da cultura e a variação de IAF no ano. No 1º ano, Kc foi 0,47 para os dois tratamentos irrigados. No 2º, 3º e 4º ano, Kc variou de 0,15 a 1,38 no tratamento irrigado por pivô central e de 0,15 a 1,15 no tratamento irrigado por gotejamento. A média dos valores de Kc no 2º, 3º e 4º ano durante os períodos vegetativos e produtivos foi de 0,77, 0,93 e 0,82 no tratamento irrigado por pivô central, respectivamente, e 0,69, 0,79 e 0,74 no tratamento irrigado por gotejamento, respectivamente. A relação entre Kc e IAF mostrou, para o tratamento irrigado por pivô central, um ajuste logaritmo com coeficiente de determinação (R2) e somatória do erro médio ao quadrado (SEMQ) de 0,7643 e 0,334, respectivamente, e 0,8443 e 0,2079 para o tratamento irrigado por gotejamento, respectivamente. Nos três anos analisados, Kc correlacionado com SUT mostrou o melhor ajuste à equação polinomial de 2ª ordem para os dois tratamentos.