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Simulation of water and nitrogen dynamics in a Cerrado soil under coffee cultivation using SWAP and ANIMO models (2016)

  • Authors:
  • Autor USP: PINTO, VICTOR MERIGUETTI - CENA
  • Unidade: CENA
  • Subjects: BALANÇO HÍDRICO; CAFÉ; DRENAGEM; FERTILIZANTES NITROGENADOS; FÍSICA DO SOLO; IRRIGAÇÃO; LIXIVIAÇÃO; NITROGÊNIO
  • Keywords: Balanço de nitrogênio; Brazilian savannah; Cerrado; Modelagem; Modeling; Nitrogen balance; Water balance
  • Language: Inglês
  • Abstract: A agricultura focada apenas na produção leva ao uso insustentável de recursos resultando em consequências negativas para o meio ambiente e a saúde humana. Uma consequência do uso excessivo de fertilizantes é a contaminação dos recursos hídricos subterrâneos e superficiais em ecossistemas agrícolas e nos seus arredores. Devido o solo da região do Cerrado ser pobre em nutrientes, predominantemente arenoso e com alta acidez, o uso de insumos agrícolas é intensificado e o transporte químico de nutrientes via lixiviação é um problema para a agricultura intensiva nas diferentes regiões. Informações sobre as atuais práticas de uso de fertilizantes e seus efeitos no ambiente de Cerrado precisam ser coletadas para reduzir os impactos da agricultura nesse ecossistema. Modelos baseados em processos físicos e químicos são ferramentas úteis para simular a dinâmica da água e nutrientes no meio agrícola e as perdas associadas aos manejos adotados, com potencial para avaliar diferentes cenários de previsão dos resultados dessas práticas. Entre os modelos baseados em processos, o SWAP (modelo Solo, Água, Atmosfera e Planta) tem sido utilizado com sucesso em várias condições agronômicas para descrever processos hídricos, e o ANIMO (modelo de nitrogênio na agricultura) para simular o ciclo do nitrogênio em sistemas agrícolas. Nosso estudo apresenta uma aplicação do SWAP para culturas de café perenes maduras ao longo de um ciclo produtivo, com foco nas perdas por drenagem e no manejo dairrigação em um sistema típico do Cerrado Brasileiro. A combinação dos modelos SWAP/ANIMO foi utilizada nesse estudo para simular a absorção de N pelas plantas de café e a lixiviação do nitrogênio na forma de nitrato (NO3-N) resultante de uma prática de manejo de fertilizantes intensiva. O ANIMO foi calibrado para o cenário correspondente à aplicação de 400 kg ha-1 ano-1 de fertilizante mineral, e foi avaliado com dados independentes de NO3-N na solução do solo medidos em parcelas de outro tratamento que receberam 800 kg ha-1 ano-1. O balanço hídrico anual obtido pelo SWAP foi semelhante ao obtido pelo balanço sequencial climatológico, de Thornthwaite e Matter. No entanto, os valores mensais de drenagem profunda obtidos pelo SWAP e comparados com os resultados do balanço climatológico apresentaram diferenças, com um coeficiente de determinação de 0,77 na linearização dos resultados. Cenários de irrigação com intervalos de 3 (IF3), 5 (IF5), 10 (IF10) e 15 (IF15) dias entre aplicações de água foram simulados utilizando o SWAP e comparados com a prática de manejo da fazenda onde o estudo experimental foi realizado. As simulações dos cenários com o SWAP mostraram que as irrigações com intervalos mais longos (IF15) apresentam menores quantidades de perdas por drenagem, maior produtividade da água e produtividade relativa da cultura. As medidas de absorção de N pelas plantas obtidas experimentalmente foram similares às estimativas do modelo ANIMO. As analises de sensibilidade domodelo mostraram que as previsões da lixiviação e concentração de NO3-N na solução do solo são sensíveis às variáveis pH do solo e temperatura de referência dos processos de decomposição. Conclui-se que a combinação dos modelos unidimensionais baseados em processos SWAP/ANIMO foi eficaz na descrição do ciclo do N avaliado no sistema solo-planta do Cerrado
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 12.01.2016
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    • ABNT

      PINTO, Victor Meriguetti; REICHARDT, Klaus; VAN DAM, Jos. Simulation of water and nitrogen dynamics in a Cerrado soil under coffee cultivation using SWAP and ANIMO models. 2016.Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-02022016-105753/ >.
    • APA

      Pinto, V. M., Reichardt, K., & Van Dam, J. (2016). Simulation of water and nitrogen dynamics in a Cerrado soil under coffee cultivation using SWAP and ANIMO models. Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-02022016-105753/
    • NLM

      Pinto VM, Reichardt K, Van Dam J. Simulation of water and nitrogen dynamics in a Cerrado soil under coffee cultivation using SWAP and ANIMO models [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-02022016-105753/
    • Vancouver

      Pinto VM, Reichardt K, Van Dam J. Simulation of water and nitrogen dynamics in a Cerrado soil under coffee cultivation using SWAP and ANIMO models [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64134/tde-02022016-105753/


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