Water balance in an Ultisol cropped with Sugarcane

A disponibilidade de água no solo para as culturas é um dos principais fatores de produção. O estudo das características climáticas, juntamente com as propriedades físico-hídricas do solo, o sistema de manejo do agro-ambiente e as características vegetais são itens fundamentais para a implantação de um canavial produtivo. Objetivando caracterizar o comportamento da água no solo e sua influência na produtividade da cana-de-açúcar com e sem adubação nitrogenada, foram instalados instrumentos para medir a entrada e saída da água do solo, permitindo a efetuação do balanço de água em um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico típico, localizado na Usina Santa Adélia, Município de Jaboticabal - São Paulo. O estudo foi conduzido em delineamento de blocos casualizados, com 2 tratamentos e 4 repetições, sendo que os tratamentos constaram de uma testemunha - T1 (sem adubação nitrogenada) e T2 (120 kg ha-1 de nitrogênio). As avaliações foram realizadas do dia 30 de setembro de 2005 a 12 de julho de 2006. O volume de controle de utilizado teve como limite inferior a profundidade de 0,90 m, uma vez que essa camada engloba mais de 95 % do sistema radicular da cana-de-açúcar. A precipitação pluviométrica foi medida com um pluviômetro, modelo Paulista, instalado ao lado da área experimental e uma estação meteorológica automática instalada a 500 m da área experimental. As armazenagens de água no solo foram feitas gravimetricamente, nas seguintes camadas: 0 - 0,15; 0,15 - 0,25; 0,25 - 0,35; 0,35 - 0,45; 0,45 - 0,55; 0,55 - 0,65; 0,65 - 0,75; 0,75 - 0,85; 0,85 - 0,95 m; em períodos que variaram de 14 a 28 dias, totalizando 14 amostragens. Para a determinação das densidades de fluxo diárias, no limite inferior do volume de controle de solo, foram instalados tensiômetros nas profundidades de 0,80; 0,90 e 1,0 m, sendo que o tensiômetro de 0,90 m foi utilizado para a estimação da umidade do solo, com uso da curva de retenção da água no solo, e os outros dois tensiômetros para o cálculo do gradiente de potencial total da água no solo. As densidades de fluxo foram calculadas pela equação de Darcy-Buckingham, sendo que a condutividade hidráulica do solo foi determinada pelo método do perfil instantâneo. Conhecendo esses componentes, foi possível efetuar o balanço de água no solo para os 13 períodos, calculando a evapotranspiração pela equação de balanço de massas, uma vez que a pequena declividade permitiu negligenciar o escoamento superficial. As perdas de água por drenagem interna para todo o período não apresentou diferença significativa, enquanto a entrada de água no volume de controle de solo por ascensão capilar foi 87,53 % maior no T2. Esse comportamento das densidades de fluxo nos tratamentos não refletiu em diferença significativa para a armazenagem de água no solo. Ao longo dos 13 períodos avaliados, o T2 apresentou uma evapotranspiração de 1156,06 mm, enquanto no T1 foi de 1057,85. Não se verificou diferença significativa para a produtividade, nem para a eficiência de uso da água da cultura.The soil water availability for agricultural crops is one of the main production factors. The study of climatic characteristics together with soil physical and hydrological properties, agroenvironmental management system and the plant characteristics are of fundamental importance for the introduction of a productive sugarcane crop. With the objective of characterizing the soilwater behaviour and its influence on the sugarcane productivity, with and without nitrogen fertilization, instruments were installed to measure inputs and outputs of water in the soil, which permitted the determination of the water balance in an Ultisol (Arenic Kandiustults) located in the county of Jaboticabal, State of São Paulo, Brazil. The work was carried out using the experimental design of random blocks, with two treatments and four replications, being the treatments: T1 (control, without nitrogen fertilization), T2 (120 kg ha-1 of nitrogen fertilization). Measurements were made from September 30, 2005 to July 12, 2006. The lower limit of the soil control volume for the water balance was the soil depth if 0.9 m. Rainfall was measured with a raingauge, model ?Paulista? installed beside the experimental area and also by means of an automatic meteorological station installed 500 m from the experimental area. Soil water storages were made gravimetrically in the following soil layers 0 - 0.15 m; 0.15 - 0.25 m; 0.25 - 0.35 m; 0.35 - 0.45 m; 0.45 - 0.55 m; 0.55 - 0.65 m; 0.65 - 0.75 m; 0.75 - 0.85 m; 0.85 - 0.95 m in periods that varied from 14 to 28 days, totalizing 14 samplings. For the dayly water flux density calculations in the lower limit of the control volume, by Darcy-Buckingham equation, tensiometers were installed the 0.80, 0.90 and 1.00 m soil depths, being the tensiometer at the 0.90 m depth used to calculate the soil water content, via a soil water retention curve, and then the soil hydraulic conductivity at this depth, and the other two tensiometers to calculate the soil water total potential gradient at the same depth. The hydraulic conductivity as a function of soil water content was determined by the instantaneous profile method. With the knowledge of these processes of the soil water balance, it was possible to determine the balance for the 13 selected periods, calculating the actual evapotranspiration as the unknown of the soil water balance equation. The small slope of the experimental area permitted to neglect the surface runoff. Internal drainage water losses for the entire period between treatments, were not different, while the water inputs in the control volume by capillary rise was 87.53% higher in treatments T2. This behaviour of the water flux densities in the treatments did not reflect in significant differences for the soil water storage. For the entire evaluated period, treatment T2 presented an evapotranspiration of 1156.06 mm, and treatement T1 of 1057.85 mm. Sugarcane productivity and water use efficiency did not present significant defference between treatments T1 and T2 eventhough plants of treatment T1 were, in average, more efficient in using water