Crop coefficient and water demand of sugarcane at the Teresina Region, Piauí State, Brasil

Sugarcane crop has great socio-economic importance worldwide. Brazil has the largest acreage and production volume in the world, with promising Northeast region because it has areas for expansion of the crop and stilling have a great energy potential. However, the cropping under natural water conditions limit production, making essential the use of supplemental irrigation during periods of drought. For thus its necessary studies to determine the water demand at various stages of crop development. The objective of this study was to determine the crop coefficient and water demand of sugarcane, through the energy balance method, based on the Bowen ratio, at the Teresina region, Piauí State, Brazil. The experiment was conducted at COMVAP - Sugar and Alcohol Ltda. The cultivar used was RB867515, irrigated by center pivot. The biometric analyzes were length and stem diameter, number of green leaves, leaf area and matter fresh and dry of stem, leaves and sheaths. To estimate crop evapotranspiration (ETc) was used an equipped tower with microelectronic sensors installed near the center of the growing area (10 ha plot). The reference evapotranspiration (ETo) was estimated by the Penman-Monteith method / FAO-56, based on data from a weather station located near the experiment. Soil moisture was monitored by an automated system (Time Domain Reflectometry) TDR at depths from 0 to 0.30 0.30 to 0.60 m, at four points surrounding the tower. The number of green leaves per plant ranged from six to nine, reducing to seven leaves in the end of the cycle. The stems reached approximately 3.3 m long and 2.02 kg of weight, presenting linear gains in length and mass, while its diameter remained stable (25-27 mm). The plant leaf area showed quadratic behavior, with maximum peak of 4,197 cm2 to 254 days after cutting. The balance of average daily solar radiation was 13.7, 13.2 and 16.1 MJ m-2, corresponding to 79%, 80% and 85% of the total radiation, while the coefficient clarity showed values of 0.46, 0.48 and 0.52 and the albedo of 0.15, 0.16 and 0.14, in phenological development phases II, III and IV, respectively. The physical consistency of the ETC analysis data showed that 33% of 406 days monitored were agreement. The ETc daily average was 5.3 mm, with a demand of 2,650 mm for the 498 days of the cycle. The crop coefficient (Kc) average per phase was 0.9 (fast growth), 1.32 (maximum development) and 1.07 (maturation).A cana-de-açúcar possui grande importância socioeconômica em âmbito mundial. O Brasil detém a maior área cultivada e volume de produção no mundo, sendo a região Nordeste promissora para o setor por possuir áreas para expansão da cultura e ainda ter um ótimo potencial energético. Porém, as condições hídricas naturais limitam a produção, tornando essencial o uso de irrigação complementar nos períodos de déficit hídrico. Para a adequada suplementação hídrica da cultura necessita-se determinar a demanda hídrica nos diferentes estádios de desenvolvimento da cultura. Assim, o objetivo deste estudo foi determinar o coeficiente de cultura e a demanda hídrica da cana-de-açúcar, por meio do método de balanço de energia, com base na razão de Bowen, na microrregião de Teresina, Piauí. O experimento foi conduzido na Usina COMVAP – Açúcar e Álcool Ltda., município de União, microrregião de Teresina, Piauí. A cultivar utilizada foi a RB867515, irrigada por pivô central. As análises biométricas realizadas foram: comprimento e diâmetro do colmo, número de folhas verdes, comprimento e largura da folha +3, área foliar e matéria fresca e seca do colmo, bainhas e folhas. Para a estimativa de evapotranspiração da cultura (ETc) usou-se uma torre equipada com sensores automáticos, instalada próxima ao centro da área de cultivo (talhão de 10 ha). A evapotranspiração de referência (ETo) foi estimada pelo método Penman-Monteith/FAO-56, a partir de dados de uma estação agrometeorológica localizada próximo ao experimento. A umidade do solo foi monitorada por um sistema automatizado com base em Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR), nas profundidades de 0 a 0,30 m e 0,30 a 0,60 m, em quatro pontos no entorno da torre. O número de folhas verdes por planta variou de seis a nove, reduzindo a sete folhas ao final do ciclo. O colmo alcançou aproximadamente 3,3 m de comprimento e 2,02 kg de massa fresca, apresentando ganhos lineares de comprimento e massa, enquanto o seu diâmetro permaneceu praticamente estável (25 a 27 mm). A área foliar da planta demonstrou comportamento quadrático, com pico máximo de 4.197 cm2, aos 254 dias após o corte. O saldo de radiação solar médio diário foi de 13,7 MJ m-2, 13,2 MJ m-2 e 16,1 MJ m-2, correspondendo a 79%, 80% e 85% da radiação global, enquanto o coeficiente de claridade apresentou valores de 0,46, 0,48 e 0,52 e o albedo de 0,15, 0,16 e 0,14, nas fases II, III e IV de desenvolvimento fenológico da cultura, respectivamente. A análise de consistência física dos dados de ETc mostrou que 33% dos 406 dias monitorados foram consistentes. A ETc média diária foi de 5,3 mm, totalizando uma demanda de 2.650 mm para os 498 dias do ciclo. O coeficiente de cultura (Kc) médio por fase foi de 0,9 (crescimento rápido), 1,32 (máximo desenvolvimento) e 1,07 (maturação)