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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.

Citrus rootstock production in Brazil commonly uses manual overhead irrigation systems to water plants. Manual irrigation systems present low efficiency, apply more water than needed, and result in release of nutrients and pesticides into the soil with a potential to contaminate groundwater. Closed irrigation systems that avoid the disposal of nutrient solutions like subirrigation can be used to increase production efficiency and reduce the environmental contamination. Our objective was to evaluate the effect of subirrigation applied by a prototype tray on plant growth and morphological and physiological responses of Rangpur lime (Citrus limonia Osbeck ‘Limeira’) seedlings subjected to different water levels in conic containers filled with pine bark substrate. We tested three treatments: T1) subirrigation with water reaching two-thirds of the container height (8 cm); T2) subirrigation with water reaching one-third of the container height (4 cm); and T3) control with manual overhead irrigation. Subirrigation resulted in higher plant growth of Rangpur lime seedlings. At 90 days after sowing (DAS), we observed significant effects of T1 over the other treatments on plant growth, as indicated by higher total dry mass (P = 0.0057), shoot/root ratio (P = 0.0089), shoot height (P = 0.0004), leaf area (P = 0.0005), and root length (P = 0.0333). The number of bifurcations was 400% higher in T3 than at the subirrigated treatments, which can lead to an increase in the labor costs for pruning. Seedlings grown under T1 presented leaf water potential 13% higher compared with T3 at predawn, which was the time of highest stomatal efficiency, presenting the lowest water loss, maximum stomatal closure, and higher transpiration at lower stomatal resistance. T2 plants displayed intermediate water status with a water potential 5% higher than T3. T3 plants showed a higher transpiration rate under maximum stomatal closure, reducing leaf water potential. The subirrigated treatment with water level of two-thirds of container height (8 cm) induced higher plant growth and shortened the crop cycle, anticipating the transplanting to the next phase (grafting) with the possibility of reducing production costs in the nursery.

O tamanho médio de partículas e a porosidade dos substratos condicionam as propriedades matriciais, interferindo na capacidade de retenção e de transmissão da água no meio. O conhecimento desses atributos é fundamental em processos de irrigação por capilaridade, para que o molhamento atinja as camadas superiores dos recipientes com níveis de tensão de água facilmente disponível. O presente trabalho teve como objetivo estudar a ascensão de água por capilaridade para determinar a posição mais apropriada do nível de saturação na ascensão capilar em recipientes com substratos de coco e pinus, de textura grossa e fina. Foram efetuados experimentos avaliando a ascensão de água por capilaridade em colunas segmentadas preenchidas com os substratos. Os valores de umidade em cada segmento foram calculados gravimetricamente e relacionados aos de tensão estimados pela curva de tensão dos substratos. Os substratos com textura fina apresentaram melhor elevação de água por capilaridade, com melhor elevação da umidade em níveis de tensão de água disponível. O substrato de coco fino apresentou água disponível em todo o perfil do recipiente, enquanto o de pinus apresentou as camadas superiores do recipiente com água retida em tensões abaixo do ponto de murcha permanente. O substrato fino de coco apresentou os melhores resultados para aplicação na irrigação por capilaridade, permitindo recomendar o seu uso com o nível de saturação posicionado a cinco centímetros do fundo do recipiente por quinze minutos. The average particle size and porosity of substrates affects the matrix properties of root growth media, interfering in water holding and water conductivity capacity through substrates. The knowledge of these attributes is essential in capillary irrigation processes to allow the wetting front reaches upper layers under easily available water tension. The present work had the objective to study the water rise by capillary processes to determine the most favorable position of the saturation level for contained plants for two substrates: coconut fiber and pine bark, with two grain particle sizes: fine and coarse textures. Water rise trails were carried out in segmented columns filled with substrates. The water content in each column segment was estimated in weight basis and related to the values of water tension estimated by the water tension curve for each evaluated substrate. The results showed that fine substrates presented higher water rise with adequate levels of easily available water. The fine coconut substrate presented easily available water in the entire substrate column, unlike pine bark substrate that showed the upper layer with moisture below the wilting point. The fine coconut substrate showed the best results for capillary application, allowing to recommend irrigation schedule using the saturation level at 5 cm during 15 minutes.

O uso da irrigação por capilaridade na produção de mudas em viveiros pode trazer vantagens ao uso de água e sua utilização adequada requer o conhecimento da capacidade de ascensão de água no meio de crescimento das raízes, atributo pouco estudado. Para avaliar esta condição fundamental, este trabalho tem como objetivo avaliar a ascensão de água em substratos comerciais de coco e pinus, em dois padrões de tamanho de partículas e em duas condições de umidade, para indicar aquele que possua as melhores características físicas para aplicação na irrigação por capilaridade. Utilizou-se o método de ascensão capilar, com colunas desmontáveis de anéis preenchidas com substratos, avaliando-se os seguintes tempos de contato do fundo da coluna com a lâmina de água: 0,25, 0,5, 1, 2, 4, 8, 16 e 24 horas, com 10 repetições por tempo testado. Pelos resultados, observou-se que a maior ascensão capilar acumulada em 24 horas de ensaio foi obtida para os substratos de textura fina de coco e de pinus. Além disso, a hidrofobia do substrato de coco seco recomenda que as irrigações nesse material devem ter frequências maiores que substratos de pinus, evitando seu secamento. O substrato de pinus, por não apresentar esse comportamento, deve ter turnos de rega mais espaçados, principalmente sob textura fina. Devido à sua maior retenção de água e capacidade de elevação de água quando umedecido, o substrato fino de coco é mais adequado à irrigação por capilaridade em recipientes como tubetes. The capillary irrigation in nursery production could give advantages in water use and its correct application demands knowledge about capillary water rise through root growth media, an attribute poorly studied. This research had as objective to evaluate water capillary rise in commercial pine and coconut substrates for two particle size distributions and two moisture conditions, to indicate the substrate with the best physical characteristics for capillary irrigation. The capillary rise determination method was applied on disassembled rings column filled with substrates, evaluating the following contact durations of the column bottom with water surface: 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 and 24 hours, with 10 repetitions per time. The results showed that the fine pine and coconut substrates had the higher water rise during the 24 hours test. Moreover, the hydrophobic state presented by coconut substrate indicated high irrigation frequencies for this material in comparison to pine substrate, avoiding that drying conditions become irreversible. The pine bark substrate did not show this problem, needing longer irrigation intervals, especially with the fine texture one. Due to the greater water holding and water rise capacity for wet conditions, the fine coconut substrate showed more suitable for capillary irrigation in small recipients.

TÉCNICA DE AVALIAÇÃO DE BULBO ÚMIDO POR MÚLTIPLOS CORTES EM TRINCHEIRA Carlos Vinícius Garcia Barreto; Emílio Sakai; Regina Célia de Matos Pires; Flávio Bussmeyer ArrudaSeção de Ecofisiologia e Biofísica, Instituto Agronômico, Campinas, emilio@iac.sp.gov.br 1 Resumo A técnica de estudo de bulbos úmidos por trincheira no solo é recomendada como parte do manejo de água em lavouras cultivadas sob gotejamento. O aprimoramento desta técnica com a realização de cortes em diferentes distâncias em relação ao emissor pode trazer informações adicionais além do diâmetro e profundidade. As áreas molhadas superficial e subsuperficial, com sua profundidade média, perfil do bulbo úmido ao longo da linha sob perspectiva são possíveis de ser obtidos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar as características dos bulbos úmidos formados por diferentes configurações de gotejamento utilizando múltiplas medições de secções do bulbo com construção de figura do bulbo úmido em três dimensões. As configurações de gotejamento utilizaram 2 fatores, distância entre emissores de mesma vazão, 50cm de espaçamento (50) e80 cmde espaçamento (80), e profundidade de instalação do tubogotejador, na superfície do solo 0, enterrado a10 cm(10) e a20 cm(20) totalizando 6 configurações: T1 (50 – 0), T2 (50 – 10), T3 (50 –20), T4 (80 – 0), T5 (80 – 10) e T6 (80 – 20). Os principais resultados observados foram a menor área molhada superficial para gotejamento enterrado, tendências de perda de água em profundidade e menor continuidade de área molhada subsuperficial para gotejadores de80 cmde espaçamento. A técnica apresentou-se adequada para fins de manejo de irrigação por gotejamento. Unitermos: gotejamento, área molhada, irrigação subterrânea, manejo de irrigação. Barreto. C.V.G.; Sakai, E.; Pires, R.C. de M.; Arruda, F.B.WET BULB EVALUATION TECHNIQUE USING MULTIPLE SLICES ON SOIL PITS 2 Abstract Technique of soil pit for wet bulbs studies is recommended as one of the many practices in water management on plantations under trickle irrigation. The development of this technique with multiple slices on pit wall at different distances from the emitters allows gathering more data besides the ones on diameter and depth of the wet bulb. The superficial and subsuperficial wet areas and their depths as well as the wet bulb profile along the irrigation line were obtained. The aim of this study was to evaluate the characteristics of wet bulb formed under different configurations of trickle irrigation during the braking of bud dormancy in coffee plantation. The treatments used two factors, distance between emitters (50 cm(50) and80 cm(80)) and installation depth (superficial installation (0), buried installation at10 cm(10) and buried installation at20 cm(20)) in six treatments, T1 (50-0), T2 (50-10), T3 (50-20), T4 (80-0), T5 (80-10) and T6 (80-20). The principal observed results showed a smaller superficial wet area for subsuperficial trickle irrigation, tendency for percolation and bad continuity of wet zone in the soil along the 80-cm lines. This technique is appropriate for trick irrigation management KEY WORDS: trickle irrigation, wet areas, buried irrigation, irrigation management.

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.