Effect of different methods for estimation of evapotranspiration and water deficit in soil on the growth rates of conilon clonal coffee

Matheus Gaspar Schwan; Gabriel Brioschi Andreão; Maria Eduarda Carolo Freitas; Pedro Henrique Steill de Oliveira; Edvaldo Fialho dos Reis

doi:10.18011/bioeng.2022.v16.1104

Authors

Matheus Gaspar Schwan Department of Rural Engineering, Center of Agricultural Sciences and Engineering, Federal University of Espírito Santo, Alto Universitário, s/n, mailbox 16, Guararema, 29500-000, Alegre – ES. https://orcid.org/0000-0002-9476-9608
Gabriel Brioschi Andreão Department of Rural Engineering, Center of Agricultural Sciences and Engineering, Federal University of Espírito Santo, Alto Universitário, s/n, mailbox 16, Guararema, 29500-000, Alegre – ES.
Maria Eduarda Carolo Freitas Department of Rural Engineering, Center of Agricultural Sciences and Engineering, Federal University of Espírito Santo, Alto Universitário, s/n, mailbox 16, Guararema, 29500-000, Alegre – ES.
Pedro Henrique Steill de Oliveira Department of Rural Engineering, Center of Agricultural Sciences and Engineering, Federal University of Espírito Santo, Alto Universitário, s/n, mailbox 16, Guararema, 29500-000, Alegre – ES.
Edvaldo Fialho dos Reis Department of Rural Engineering, Center of Agricultural Sciences and Engineering, Federal University of Espírito Santo, Alto Universitário, s/n, mailbox 16, Guararema, 29500-000, Alegre – ES.

DOI:

https://doi.org/10.18011/bioeng.2022.v16.1104

Keywords:

Irrigation management, Development, Coffea Canephora

Abstract

The water deficit is considered one of the main problems in coffee culture around the world. As a way to get around this problem, producers all over the world adopt the practice of irrigation. However, in the most cultivated areas, a rational irrigation management is not carried out, resulting in excessive or insufficient applications. Based on this, the present work aimed to evaluate the effect of different methods of evapotranspiration estimative and water deficit levels on the growth rates of the clonal conilon coffee. The experiment was conducted in a greenhouse, in a 2 x 3 factorial scheme with the factor evapotranspiration in 2 levels (Penman-Monteith (PM) and Hargreaves & Samani (HS), and the factor water deficit in 3 levels (80%, 50% and 30% of Evapotranspiration of Reference (ETo)) in a completely randomized design. From the results obtained, it was observed that the evapotranspiration estimation method and the water deficit levels had an effect on the growth rates and free assimilation rate of the clonal conilon coffee tree, with the highest growth values in plants irrigated with 80% of ETo by the HS method, and higher assimilation values in plants irrigated with 80% of ETo by the PM method.

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References

Bailey-Serres, J., & Voesenek, L. A. (2008). Flooding stress: acclimations and genetic diversity. Annual review of plant biology, 59, 313–339. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092752 DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092752

Allen, R. G., Jensen, M. E., Wright, J. L., & Burman, R. D. (1989). Operational Estimates of Reference Evapotranspiration. Agronomy Journal, 81(4), 650–662. ALLEN, R. G.; Pereira, L. S.; Raes, D.; Smith, M. (1998). Guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper, 56. Rome: FAO, 310p. DOI: https://doi.org/10.2134/agronj1989.00021962008100040019x

Barros, R. S.; Maestri, M.; Vieira, M.; Bragafilho, L. J. (1973). Determinação de área de folhas do café (Coffea arábica L. cv. ‘Bourbon Amarelo’). Revista Ceres, Viçosa, v.20, n.107, p.44-52.

Benincasa, M. M. P. (2003). Análise de crescimento de plantas (noções básicas). Jaboticabal: Funep. 2 ed., 41p.

Bernardo, S., Alves Soares, A., & Chartuni Mantovani, E. (2019). Manual de Irrigação. Editora UFV.

Bragança SM (2005) Crescimento e acúmulo de nutrientes pelo cafeeiro conilon (Coffea canephora Pierre). Tese de Doutorado. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 99p.

Bragança, R. ; Reis, E. F. ; Garcia, G. O. ; Pezzopane, J. E. M. (2010). Estudo comparativo da estimativa da evapotranspiração de referência no período chuvoso para três localidade no Estado do Espírito Santo. Idesia (Arica. Impresa), v. 28, p. 21-29. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292010000200003 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-34292010000200003

Busato, C. ; Reis, E. F. ; Martins, C. C. ; Pezzopane, J. E. M. (2007). Lâminas de irrigação aplicadas ao café conilon na fase inicial de desenvolvimento. Revista Ceres, v. 54, p. 351-357.

Carvalho, L.G. de; Rios, G.F.A.; Miranda, W.L.; Castro Neto, P. (2011). Evapotranspiração de referência: uma abordagem atual de diferentes métodos de estimativa. Pesquisa Agropecuária Tropical, v.41, p.456‑465. https://doi.org/10.5216/pat.v41i3.12760 DOI: https://doi.org/10.5216/pat.v41i3.12760

Chaves, S. W. P.; Azevedo, B. M. DE; Medeiros, J. F. DE; Bezerra, F. M. L.; Morais, N. B. De. (2005). Evapotranspiração e coeficiente de cultivo da pimenteira em lisímetro de drenagem. Revista Ciência Agronômica, v.36, p.262-267.

Conceição MK; Lopes NF; Fortes GRL. 2005. Análise de crescimento de plantas de batata-doce (Ipomea batatas (L.) LAM) cultivares Abóbora e da Costa. Revista Brasileira de Agrociência 11, n.3: 273-278.

DaMatta, F. M.; Ramalho, J. D. C. (2006). Impacts of drought and temperature stress on coffee physiology and production: a review. Brazilian Journal of Plant Physiology, Campos dos Goytacazes, v. 18, n. 1, p. 55-81. https://doi.org/10.1590/S1677-04202006000100006 DOI: https://doi.org/10.1590/S1677-04202006000100006

Dardengo, M. C. J. D.; Reis, E. F. dos; Passos, R. R. (2009). Influência da capacidade. Bioscience Journal, v. 25, n. 6, p.1-14. https://doi.org/10.1590/S0034-737X2010000100008 DOI: https://doi.org/10.1590/S0034-737X2010000100008

Droogers, P.; Allen, R.G. (2002). Estimating reference evapotranspiration under inaccurate data conditions. Irrigation and Drainage System, v.16, p.33-45. https://doi.org/10.1023/A:1015508322413 DOI: https://doi.org/10.1023/A:1015508322413

Felleti, E. Irrigação real necessária em cafeeiro conilon: estudos metodológicos. 2020. 57p. Dissertação (Mestrado em Agronomia). Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre-ES.

Ghahreman, N.; Sameti, M. (2014). Comparison of M5 model tree and artificial neural network for estimating potential evapotranspiration in semi-arid climates. Desert, Tehran, v.19, n.1, p.75-81.

George H. HargreaveS & Zohrab A. Samani. (1985). Reference Crop Evapotranspiration from Temperature. Applied Engineering in Agriculture, 1(2), 96–99. https://doi.org/10.13031/2013.26773 DOI: https://doi.org/10.13031/2013.26773

Machado, E.C., Pereira, A.R., Fahl, J.I., Arruda, H.V., Cione, J. Índices biométricos de duas variedades de cana-de-açúcar. Pesquisa agropecuária Brasileira., Brasília, v. 17, n. 9, p. 1323-1329, 1982.

Martins, M. Q., Fortunato, A. S., Rodrigues, W. P., Partelli, F. L., Campostrini, E., Lidon, F. C., DaMatta, F. M., Ramalho, J. C., & Ribeiro-Barros, A. I. (2017). Selection and Validation of Reference Genes for Accurate RT-qPCR Data Normalization in Coffea spp. under a Climate Changes Context of Interacting Elevated [CO2] and Temperature. Frontiers in plant science, 8, 307. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00307 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00307

Mantovani E. C, Bernardo S, Palaretti, L. F. (2009). Irrigação: Princípios e métodos. Viçosa: Editora da UFV. 358p.

Novais, R. F.; Neves, J. C. L.; Barros, N. F. (1991). Ensaio em ambiente controlado. In: OLIVEIRA, A. J.; GARRIDO, W. E.; Araújo, J. D.; Lourenço, S. (Eds.). Métodos de pesquisa em fertilidade do solo. Brasília : Embrapa-SEA. p.189-253.

Oliveira, L. E. M.; Gomide, M. B. (1986). Fisiologia Vegetal. Lavras, ESAL,. 72p.

Pereira, A. R.; Angelocci, L. R.; Sentelhas, P. C. (2002). Agrometeorologia: fundamentos e aplicações práticas. Guaíba (RS): Livraria e Editora Agropecuária,. 478p.

Pilau, F.G.; Battisti, R.; Somavilla, L.;Righi, E.Z. (2012). Desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência nas localidades de Frederico Westphalen e Palmeira das Missões, RS. Ciência Rural, v.42 (2),p.283-290. https://doi.org/10.1590/S0103-84782012000200016 DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-84782012000200016

Pinheiro, A. A. Manejo da irrigação utilizando umidade do solo e dados climáticos em lavoura de cafeeiro conilon. 2019. 73 f. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal). Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre-ES.

Ramalho JC, Rodrigues AP, Lidon FC, Marques LMC, Leitão AE, Fortunato AS, et al. (2018) Stress cross-response of the antioxidative system promoted by superimposed drought and cold conditions in Coffea spp. PLoS ONE 13(6). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198694 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198694

R Core Team (2021). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.

Sentelhas, P. C.; Gillespie, T. J.; Santos, E. A. (2010). Evaluation of FAO Penman-Monteith and alternative methods for estimating reference evapotranspiration with missing data in Southern Ontario, Canada. Agricultural Water Management, Amsterdam, v. 97 (5), p. 635-644. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2009.12.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2009.12.001

Silva, A. C. da; Lima, L. A.; Evangelista, A. W. P.; Martins, C. P. (2011). Evapotranspiração e coeficiente de cultura do cafeeiro irrigado por pivô central. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.15, p.1215-1221. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662011001200001 DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662011001200001

Silva, M. G. (2016). Estimativa da evapotranspiração de referência padrão (Penman-Monteith FAO 56): Uma abordagem com dados meteorológicos limitados. Nativa, Sinop, v.4 (4), p.253-260. https://doi.org/10.31413/nativa.v4i4.2728 DOI: https://doi.org/10.14583/2318-7670.v04n04a12

Tabari, H.; Grismer, M. E.; Trajkovic, S. (2013) Comparative analysis of 31 reference evapotranspiration methods under humid conditions. Irrigation Science, New York, v.31, n.2, p.107-117. https://doi.org/10.1007/s00271-011-0295-z DOI: https://doi.org/10.1007/s00271-011-0295-z

Tesfaye, S. G.; Ismail, M. R.; Ramian, M. F.; Marziah, M.; Kausar, H.; Hakim, M. A. (2015). Effect of water deficiency on growth and dry matter yield of selected in Robusta coffee (Coffea Canephora) clones in Malaysia. Journal of Environmental Biology, v. 36, n. 5, p.1239-1245.