Construção e calibração de lisímetros de barras de pesagem e evaporação da água do solo em função de resíduos culturais de soja e trigo

Crop residues affects soil evaporation by changing energy balance and flux of water vapor on the soil surface. Weighing lysimeters enable the measurement of evaporation to quantify the effects arising from crop residues in cultivation system such as the no-tillage system. In the standard lysimeters, the weighing system generally includes a load cell attached to a weighing scale with levers of mass decrease. The high cost of the mechanical parts in the weighing scale, combined with wide offer of low cost electronics for data collection, makes viable to build weighing bar lysimeters with four load cells in each device. This study aimed to: construct and calibrate four new lysimeters built of rectangular double tanks of approximately 1.35 m² of surface and 1.50 m of depth, supported by two weighing bars and to use weighting lysimeters to analyze the effect of the quantity and distribution of soil surface crop residues on the soil water evaporation. Each lysimeter had two weighing barssupported by two loading cells of high accuracy, connected to a junction box by a coaxial cable and then to a datalogger. Calibration of each lysimeters was performed after field installation. The results showed linear response (R2> 0.9999) of electric signal (mV) to mass increase or decrease (kg), with minimum hysteresis. Mean absolute error of mass estimate (0.0245 a 0.2844 equivalent-mm) and Wilmott index between observed and estimated data (d = 1.0000) indicate a high precision of the new equipment. The results allow concluding that the lysimeters constructed are appropriate for estimation of evapotranspiration and on components of soil water balance. Soil water evaporation as a function of mulching (0, 2, 4 and 6 t ha-1) and also as function of 4 t ha-1 of soybean mulching applied to cover 33, 66, 100% was measured in two drying cycles for each trial, eight weighting lysimeters in Londrina, PR. For two experiments soybean residue was used duringFall/Winter wheat residue was used we usedduring spring/summer. At the beginning of each drying period, irrigation of 50 mm was applied. The cumulative evaporation curves at the end of each period of drying set the second degree polynomial, with significant decreases in the quantity (0.99 ≥ R2 ≥ 0.86) and mulching distribution (0.99 ≥ R2 ≥ 0.74). Significant decreases were observed of the evaporation during the autumn with the increase of quantity of applied residue, contrasting the treatments 4 and 6 t ha-1, with 28 and 43%, respectively. Evaporation as a function of the quantity of crop residue follow a second degree polynomial. Soil water evaporation decreased with increase of rate of soybean residue, distribution evenly about the lysimeter during of period of Autumn/Winter. Stood out in two cycles evaluated treatments 100%, with evaporation rates of 33 and 29%, compared to bare soil. The quantity and distribution crop residues decreases the evaporation and furthers a higher retention of water in the soil, what makes it available to the plants for a longer period of time. Resíduos vegetais influenciam o balanço de energia e o fluxo de vapor d?água na superfície do solo, afetando a evaporação. Lisímetros de pesagem possibilitam a medição da evaporação a fim de quantificar os efeitos decorrentes dos restos culturais em sistema de cultivo, tais como o sistema de plantio direto. Nos lisímetros tradicionais, o sistema de pesagem geralmente inclui uma célula de carga acoplada a uma balança com alavancas de redução de massa. O alto custo da matéria prima e de mão de obra dessas balanças, associado à grande oferta atual de componentes eletrônicos de coleta de dados de baixo custo, viabilizam a construção de novos equipamentos constituídos de barras de pesagem com quatro células de carga por lisímetro. Esse trabalho teve como objetivos: Construir e calibrar quatro novos lisímetros constituídos de tanques duplos retangulares, de aproximadamente 1,35 m² de superfície e 1,5 m de profundidade, apoiados sobre duas barras de pesagem e utilizar lisímetros para analisar o efeito da quantidade e distribuição de resíduos de culturas sobre a superfície do solo na evaporação da água do solo. Cada barra de pesagem utilizada para construção dos lisímetros continha duas células de carga de alta acuracidade, ligadas por cabo coaxial a uma caixa de junção e depois a um sistema de aquisição de dados. Calibrações de cada aparelho foram realizadas após a instalação dos equipamentos no campo, resultando em ajuste linear (R2> 0,9999) entre impulso elétrico (mV) e massa (kg), com mínima histerese. O erro absoluto médio da estimativa da massa (0,0245 a 0,2844 equivalente-mm), bem como o índice de Wilmott entre os valores observados e estimados (d = 1,0000), indicam a alta precisão das medidas do equipamento construído. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que os aparelhos construídos são apropriados para estimativas de evapotranspiração e demais componentes do balanço hídrico. A evaporação da água do solo em função da quantidade de resíduos de cultura (0, 2, 4 e 6 t ha-1), e também em função da distribuição de 4 t ha-1 cobrindo 33, 66 e 100% do terreno, foi medida durante dois ciclos para cada período experimental, por oito lisímetros de pesagem, em Londrina, PR. Durante o período outono/inverno, utilizou-se resíduo da cultura da soja; e no período de primavera/verão, utilizou-se resíduo da cultura do trigo. No início de cada ciclo de medição, aplicou-se lâmina de irrigação de 50mm. As curvas de evaporação acumulada ao término de cada período de secamento ajustaram-se ao polinômio de segundo grau, com decréscimos significativos em função da quantidade (0,99 ≥ R2 ≥ 0,86) e distribuição de resíduo (0,99 ≥ R2 ≥ 0,74). Foram observados decréscimos significativos da evaporação durante o outono com o aumento da quantidade de resíduo aplicado, destacando-se os tratamentos 4 e 6 t ha-1, com 28 e 43%, respectivamente. A evaporação, em função da quantidade de resíduos culturais, ajustou-se ao polinômio de segundo grau. A evaporação da água do solo reduziu-se com o aumento da taxa de resíduo de soja, distribuída uniformemente sobre o lisímetro durante o período de outono/inverno. Destacaram-se nos dois ciclos avaliados, os tratamentos de 100%, com taxas de evaporação de 33 e 29% em relação ao solo descoberto. A quantidade e distribuição de resíduos culturais reduzem a evaporação e promovem uma maior retenção de água no solo, o que a torna disponível para as plantas por um período maior de tempo. xi, 70 f