Dinâmica da água no solo e modelagem digital de radiação em sistemas agroflorestais de café

Abstract

A espécie Coffea arabica L. (café arábica) originou-se no sub-bosque de sombra moderada da Etiópia. A introdução no Brasil seguiu os padrões nativos dos sub-bosques africanos, posteriormente com a exportação, começaram a ser plantado a pleno sol, entretanto, em regiões montanhosas de altitude elevada, a produção sombreada continuou sendo realizada por pequenos agricultores familiares. O sombreamento proporciona barreira contra ventos e geadas, melhora na qualidade do fruto devido à maturação mais lenta e a redução da bienalidade do café. No entanto, devido a divergências de resultados, favoráveis e desfavoráveis do cultivo do café sombreado, faz-se necessário um estudo maior quanto ao modelo necessário para que o cultivo do café sombreado seja melhor e eficiente, capaz de gerar predições sobre melhor disposição de sombreamento do café em diferentes climas e relevos. Sendo assim, esse trabalho teve como objetivo geral criar modelo capaz de predizer o melhor formato para o cultivo do café sombreado em diferentes relevos bem como quais espécies de árvores podem ser inseridas nesse cultivo. Para isso, foram realizadas avaliações micrometeorológicas, por período de oito meses (2015 e 2016), em experimento de cultivar Oeiras, espécie Café Arábica, com oito anos de idade, espaçadas em 2,80 por 0,75 m, conduzido a pleno sol e consorciado com, eritrina (Erythrina poppigiana), com distância do cafeeiro para as árvores na 1a linha de 1,40 m e 2a linha de 4,20 m, em área experimental da UFV. A umidade do solo foi aferida com auxílio de sensores TDR, temperatura do ar foi avaliada com sensores termisor e a precipitação por pluviógrafo tipo báscula. Foi realizado o escaneamento, com o equipamento laser scanner das feições do relevo, altura e diâmetro da copa da copa dos cafeeiros, calculando o índice de área foliar (IAF). As feições do relevo foram incluídos na estatística de programação com o ArcGIS, gerando o modelo digital de superfície e de elevação. A Radiação Global foi verificada através de piranômetro. Após a coleta dos dados de radiação in situ, foi simulado o modelo do sistema agroflorestal, através da ferramenta Solar Analyst, do ArcGIS. Esse modelo foi relacionado com as medições reais, verificando se a simulação realizada pelo software correspondem às leituras realizadas em campo durante o mesmo período. Foi observado que a precipitação no período do experimento, no geral, teve um comportamento próximo da Normal Climatológica - NC, com a exceção dos meses de janeiro e fevereiro de 2016. Para todo o período do experimento as temperaturas máximas medidas em Viçosa estiveram em média cerca de 1,7oC acima da NC, com valores mais extremos nos meses de novembro e dezembro de 2015, cerca de 3,6oC e 3,1oC respectivamente. O mesmo ocorreu para as temperaturas máximas coletadas no experimento, porém com valores em média de 3,2oC acima da NC, com destaque para os meses de novembro e dezembro de 2015 em que a temperatura máxima atingiu valores de cerca de 5,0oC acima do esperado. O SAF reduziu o gradiente de temperatura, apresentando redução de 2 oC para médias de temperaturas máximas e aumento de 1 oC para temperaturas mínimas. Foi possível identificar as feições do café e calcular o IAF, apresentando média de 4,4 e 3,6 para SAF e SPS, respectivamente. Valores próximos de IAF foram encontrados em cafeeiros com idades semelhantes utilizando técnicas convencionais de estimativa do IAF. No modelo de radiação foram encontrados correlações entre os dados medidos e simulados de 0,95 para dias de céu limpo.

The species Coffea arabica L. (arabica) originated in the moderate shade sub-forest of Ethiopia. The introduction in Brazil followed the native patterns of the African sub-forests, later with the export, began to be planted in full sun, however, in mountainous regions of high altitude, the shaded production continued being realized by small familiar farmers. Shading provides a barrier against wind and frost, improved fruit quality due to slower maturation and reduced coffee bienniality. However, due to disagreements of favorable and unfavorable results of the cultivation of shaded coffee, it is necessary to study more about the model necessary for shade cultivation to be better and efficient, capable of generating predictions about better shading arrangement Of coffee in different climates and reliefs. Therefore, this work had as general objective to create a model able to predict the best format for the cultivation of shaded coffee in different reliefs as well as which tree species can be inserted in this crop. For that, micrometeorological evaluations were carried out for a period of eight months (2015 and 2016), in an experiment of cultivar Oeiras, species Café arabica, with eight years of age, spaced at 2.80 by 0.75 m, conducted in full sun (Erythrina poppigiana), with distance from the coffee tree to the trees in the 1st line of 1,40 m and the 2nd line of 4,20 m in the experimental area of the UFV. Soil moisture was measured with the aid of TDR sensors, air temperature was evaluated with thermometer sensors and rainfall by scale type pluviometer. Scanning was performed with laser scanner equipment of the relief features, height and diameter of the cup crown of the coffee trees, calculating the leaf area index (LAI). Relief features were included in the programming statistics with ArcGIS, generating the After the collection of in situ radiation data, the model of the agroforestry system was simulated using the ArcGIS Solar Analyst tool, which was related to the Measurements were performed in the field during the same period. It was observed that the precipitation in the period of the experiment, in general, had a behavior close to the Normal Climatological - NC, with the exception of the months of January and February, 2016. For the whole period of the experiment the maximum temperatures measured in Viçosa were on average about 1.7oC above the NC, with more extreme values in the months of November and December, 2015, about 3.6oC and 3.1 °C respectively. The same occurred for the maximum temperatures collected in the experiment, but with values on average of 3.2oC above the NC, highlighting the months of November and December of 2015 when the maximum temperature reached values of about 5.0oC above the expected. The SAF reduced the temperature gradient, presenting a reduction of 2oC for averages of maximum temperatures and increase of 1oC for minimum temperatures. It was possible to identify the coffee features and to calculate the LAI, presenting an average of 4.4 and 3.6 for SAF and SPS, respectively. Values close to IAF were found in coffee trees of similar ages using conventional IAF estimation techniques. In the radiation model correlations were found between the measured and simulated data of 0.95 for days of clear skies.