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Brazil produces grafted citrus seedlings in closed screen houses to reduce pest and disease incidence. Irrigation is usually performed by hand using either breaker nozzles or drilled polyvinyl chloride (PVC) pipe wands on garden hoses. Rootstocks are produced in cone-shaped containers filled with soilless potting mix. Since the containers have a small upper diameter, nutrient solution capture is reduced with the potential to cause environmental contamination from inefficient fertigation. This study provides a method to assess the efficiency of manual overhead irrigation systems used in liner production. The method consists of determining both the volume of water applied and volume lost (i.e., directly and by percolation) in order to obtain an estimate of the percentage of water loss, irrigation efficiency, and the drainage fraction. The method was tested in a commercial facility under standard production practices. The method’s attributes included simplicity, quick sampling and data collection, and accuracy. The evaluated nursery was found to have low irrigation efficiency (27.14%) and excessive nutrient solution losses (72.86%). Considering an average production of 300,000 liners per year on 20,000 m2, we determined an annual solution loss of 221.8 m3 with an average environmental release of 158.9 kg of fertilizer. Therefore, more efficient irrigation systems are necessary for sustainable citrus rootstock liners production.

Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da fertirrigação por gotejamento, utilizando-se emissores com diferentes espaçamentos (0,50 ou 0,80 m) e profundidades de instalação (superficial, 0,10 e 0,20 m), na distribuição espacial do sistema radicular do cafeeiro. Observaram-se no cafeeiro irrigado e adubado de forma convencional diferentes condições de desenvolvimento radicular, variando conforme os tratamentos impostos. Para as plantas irrigadas por tubogotejadores com emissores espaçados a cada 0,50 m, a profundidade radicular efetiva foi menor (média de 0,63 m) do que a observada para as plantas irrigadas por emissores posicionados a cada 0,80 m (média de 0,70 m). No manejo nutricional por fertirrigação observou-se menor desigualdade na profundidade radicular efetiva entre os tratamentos, bem como, em um aumento médio de 51,1% de densidade de raízes. Houve tendência de manutenção do volume radicular na região próxima aos emissores, enquanto nos pontos mais distantes do desenvolvimento do bulbo úmido, o crescimento radicular foi de 77%. A irrigação das plantas por tubogotejadores enterrados a 0,10 m de profundidade proporcionou maior desenvolvimento radicular em resposta à fertirrigação.This study aimed to evaluate the effect of the drip fertirrigation system, by using emitters with different arranging of spaces (0.50 or 0.80 m) and depths of installation (superficial, 0.10 or 0.20 m on the ground), over the root spatial distribution of coffee tree. The coffee tree conventionally irrigated and fertilized presented different conditions of root development, varying according to the treatment imposed. For plants irrigated by emitters spaced every 0.50 m, the effective root depth was smaller (mean of 0.63 m) than that observed for plants irrigated by emitters spaced every 0.80 m (mean of 0.70 m). The fertirrigation nutritional management allowed an uniform effective root depth among the treatments, as well as an increase of 51.1% in root density. There was a trend of maintenance of root volume in the places closer to the emitters, while in the most distant points of development of wet bulb, the growth of roots reached 77%. The plants irrigated by 0.10 m depth emitters provided the largest root development in response to fertirrigation.

Orientador: Roberto Testezlaf Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: A produção de mudas de citros no estado de São Paulo se caracteriza pelo emprego de sistemas manuais de irrigação por aspersão com manejo de lamina superestimada, implicando em baixas eficiências de aplicação de água. O emprego da irrigação por capilaridade, ou subirrigação, e uma opção com condições técnicas para maximizar o desenvolvimento de mudas cítricas e aumentar a eficiência do emprego da água. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um sistema de irrigação que utilize os atributos físicos do substrato, permitindo a condução ascendente da água aplicada subsuperficialmente e que atenda adequadamente as necessidades de irrigação da cultura. A pesquisa foi dividida em duas etapas: avaliação das características físicas dos substratos comerciais de casca pinus e fibra coco para determinar aquele que apresenta as melhores características de retenção de umidade e ascensão de água para aplicação na irrigação por capilaridade e analisar o crescimento vegetal de porta-enxertos de limoeiro cravo cultivado em tubete irrigado no equipamento desenvolvido para diferentes posições do nível de saturação no interior do tubete, comparando ao sistema tradicional de irrigação. Nessa etapa, foram avaliados porta-enxertos de limoeiro cravo, aos 30 dias apos a semeadura (30 DAS), cultivados em 3 tratamentos: T1, aplicação de água por capilaridade com nível de saturação a 2/3 da altura do tubete, T2, aplicação de água por capilaridade a 1/3 da altura e T3, aplicação de água por chuveiros, com analises fisiológicas e fotométricas das plantas sob esses tratamentos. Os resultados de avaliação dos substratos demonstraram que os materiais com maior granulometria (grosseiros) não apresentam boa retenção de água, possuindo alta aeração e menor ascensão da água. Constatou-se maior atuação da capilaridade em substratos de menor granulometria (finos), com maior retenção e ascensão de água e com elevação de umidade sob níveis de tensão de água facilmente disponível as plantas. O substrato fino de fibra de coco se mostrou mais adequado por possuir maior capacidade de retenção de água, boa elevação de água por capilaridade e água disponível as plantas em toda sua coluna. A analise da aplicação da irrigação por capilaridade, demonstrou que o tratamento T1 condicionou as plantas a uma menor transpiração sob maior resistência estomática, menor aquecimento das folhas e maior potencial da água na folha na antemanha. O status hídrico-fisiológico das plantas sob T1 resultou em maior assimilação de carbono, expressando maior porte, maior enfolhamento e abreviamento do ciclo em relação as plantas cultivas sob T2 e, principalmente, sob T3. As plantas sob T2 apresentaram resultados próximos a T1, ao passo em que as plantas cultivadas sob T3 apresentaram maior perda de água pelos estômatos, refletindo pior status hídrico e em menor desenvolvimento vegetal. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que o sistema de irrigação por capilaridade demonstrou-se adequado ao cultivo de porta-enxertos de limoeiro cravo, com boa resposta da produção vegetal para o nível de água no tubete nas duas posições do nível de saturação avaliadas, e apresentando possibilidade de reaproveitamento da água de irrigação Abstract: The nurseries production of Sao Paulo State is characterized by the application of manual sprinkler hose system with over scheduled irrigation depth, resulting in low water application efficiency. The use of capillary irrigation, or subirrigation, is a technical alternative with conditions to maximize the citrus rootstocks growing and to increase the water use efficiency. The objective of present work was to develop an irrigation system that applies the physical attributes of substrates in capillary water rise process from a subsuperficial water source to attend plant water demands. The methodology was divided in two phases: physical evaluation of pine and coconut fiber commercial substrates to determine the most suitable for water holding and water rise capacities for capillary irrigation; and analysis of growing response of Citrus limonia Osbeck rootstocks cultivated in a capillary irrigation equipment for two positions of water saturation level inside of recipients, comparing with the usual irrigation system. In this step, were evaluated rootstocks of Citrus limonia Osbeck at 30 days after sowing (DAS), under three treatments, T1, water application by capillary trays with water level at 2/3 of height from the base of recipients, T2, water level at 1/3 of height, and T3, manually sprinkler hose irrigation, with analysis of physiological and physical parameters of the plants. The results of substrates evaluation confirmed that the materials with greater average particle size distribution (coarse) did not showed good water holding capacity, with high aeration and lower water rise. It was observed good capillary rise in fine textured substrates, with greater water holding and water rise with low water tension profile. The coconut substrate showed more suitable for capillarity application due to the higher water holding capacity, adequate capillary water rise and easily available moisture to the plants in entire substrate column. The analysis of capillary irrigation effects in rootstock growing showed that T1 treatment conditioned the plants to a lower transpiration rate under greater stomata resistance, lower leaf temperature and higher leaf water potential at predawn. The water-physiological relations for T1 resulted in greater carbon assimilation, expressing in bigger plants with more leaves that resulted in crop cycle reduction when compared with T2, and mainly T3 plants. The rootstocks under T2 grew like T1 plants, nevertheless T3 presented more water loss through stomata, reflecting worse water status and lower plant growing. It was possible to conclude from the results, that capillary irrigation is suitable for Citrus limonia Osbeck rootstock growing in nursery production, showing adequate crop response for both saturation levels evaluated and the possibility to be adapted for irrigation water reuse Doutorado Água e Solo Doutor em Engenharia Agrícola

The aim of this study was to design and characterize hydraulic subirrigation equipment for the citrus rootstocks production of to allow the water capillary rise for the seedling stage. This equipment was designed since the citrus seedling phase occurs in plastic containers with substrate, and because there is a need to increase the irrigation efficiency in this sector. The methodology consisted of: (i) identification and characterization of the irrigation methods used in the citrus rootstocks production; (ii) the design of subirrigation equipment prototype; and, (iii) the construction and hydraulic evaluation of the prototype equipment. After a model was designed, 10 prototypes were built with two different dimensions (44 × 29 × 15 cm and 62 × 41 × 15 cm), and the theoretical and experimental relationships of flow and operating pressure were determined. The proposed equipment was designed according to engineering criteria that allows its evaluation for commercial use, although additional field trials are required for its final adjustment. Moreover, the theoretical equation of flow rate was validated for small-immersed orifices in thin walls, as an operational condition of the developed subirrigation equipment.