Statistical model of distribution of water volume applied by emitters in evaluating the performance of the drip irrigation system in the passion fruit crop
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i7.16566Keywords:
Water use efficiency; Localized irrigation; Flow rate; Passiflora sp.Abstract
The objective of the study was to evaluate the performance of a local drip irrigation system in the cultivation of the passion fruit tree, determined the efficiency of water application through mathematical and probabilistic models. The study was conducted at Fazenda Areião, an experimental area of ESALQ/USP, Piracicaba/SP. The evaluation of the efficiency of the irrigation system based on the water volume distribution data obtained from the field tests was based on the following performance parameters: water application efficiency (Ea), storage efficiency (Es), deep percolation (Pp), percentage deficit (Gd) and degree of irrigation adequacy (Gad). For the evaluation of these parameters and the efficiency of the irrigation system, three different methodologies were used based on mathematical and statistical modeling procedures: the first methodology is based on mathematical expressions according to the Standard Mathematical Model (MMP), the second and third methodologies proposed by this study are based on the statistical procedure using the Nonlinear Regression Model (MRLN) and the Nonlinear Probabilistic Model (MPNL). The results showed that no differences were observed between the three models proposed as indicative of measures of efficiency of irrigation water application, also concluding that the irrigation system under study is in perfect operating conditions. However, the best results of average storage efficiency were obtained by means of the statistical model of third-degree polynomial adjustment, with a value of 99.88%.
References
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. (1985). Sistema de irrigação localizada: avaliação do desempenho, 85 p.
Ailliot, P, & Monbet, V. (2012). Markov-switching autoregressive models for wind time series. Environmental Modelling & Software, 30, 92-101.
Alves, C. F. G., Lucio, J. C. B., Menezes, S. M., Almeida, R. S., Silva, F. B., & Silva J. C. (2015). Avaliação de um sistema de irrigação por microaspersão na cultura do maracujá (Passiflora sp.). XXV CONIRD – Congresso Nacional de Irrigação e Drenagem, 1221-1226.
Anyoji, H., & Wu, I. P. (1994). Normal Distribution Water Application for Drip Irrigation Schedules. Transactions of ASAE, 37(1), 159-164.
ASAE - American Society of Agricultural Engineers. (1996). Standard engineering practicesdata: EP458. Field evaluation of microirrigation systems. St. Joseph: ASAE, 972-797.
Barros, M. V. G. et al. (2012). Análise de dados em saúde. Midiograf, 2012.
Bernardo, S., Soares, A. A., & Mantovani, E. C. (2006). Manual de irrigação. (8a ed.), UFV, 625p.
Burnham, K. P., & Anderson, D. R. (2002). Model selection and multimodel inference: a pratical information-theoretic approach. Springer, 488p.
Bussab, W. de O., & Morettin, P. A. Estatística básica. (6a ed.), Saraiva, 2010. 540p
Camargo, A. P. de, & Sentelhas, P. C. (1997). Avaliação do desempenho de diferentes métodos de estimativa da evapotranspiração potencial no Estado de São Paulo, Brasil. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 5(1), 89-97.
Capp, E., & Nienov, O. H. (2020). Bioestatística quantitativa aplicada. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRGS, 260p.
Conceição, M. A. F. & Coelho, R. D. (2003). Simulating wind effect on microsprinkler water distribution. Scientia Agricola, 60(2), 205-209.
Conceição, M. A. F., & Coelho, R. D. (2003). Simulating wind effect on microsprinkler water distribution. Scientia Agricola, 60, 205-209.
Cordão, M. A. (2019). Cultivo do maracujazeiro amarelo sob lâminas de irrigação e consórcio com feijão-caupi. Dissertação de Mestrado em Engenharia Agrícola - Universidade Federal de Campina Grande 57p.
Cuenca, R. H. (1989). Irrigation System Design: Anengineering approach. 547p.
Elliot, R. L., Nelson, J. D., Lofts, J. C., & Hart, W. E. (1980). Comparison of sprinkler uniformity models. Journal of Irrigation and Drainage Division, 106 (4), 321-330.
Faccioli, G. G. (2002). Modelagem da uniformidade e da lâmina de irrigação na produtividade do feijoeiro. Tese de Doutorado em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, UFLA, 205p.
Fernandes, D. Á, Araújo, M. M. V, & Camili, E. C. (2015). Crescimento de plântulas de maracujazeiro-amarelo sob diferentes lâminas de irrigação e uso de hidrogel. Revista de Agricultura, 90(3), 229 -236.
Frizzone, J. A., Freitas, P. S., Rezende, R., & Faria, Manoel A. (2012). Microirrigação: gotejamento e microaspersão. Eduem, 356p.
Harrell, F. E. (2015). General Aspects of Fitting Regression Models. In: Regression Modeling Strategies. Springer Series in Statistics. Cham: Springer International Publishing, 13-44.
Hartmann, M., Moala, F. A. & Mendonça, M. A. (2011). Estudo das Precipitações Anuais Máximas em Presidente Prudente. Revista Brasileira de Meteorologia (Impresso), 24, 561-568.
Hund, E., Massart, D. L., & Smeyers-Verbeke, J. (2002). Robust regression and outlier detection in the evaluation of robustness tests with different experimental designs. Analytica Chimica Acta, 463, 53-73.
Júnior, M. V., Rocha, J. P. A., Demontiêzo, F. L. L. Lima, L.S.S., Carvalho, C.M.C., & Carvalho, L. L. S. (2016). Análise comparativa de metodologia de coleta de dados para avaliação de sistemas de irrigação localizada. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 10(5), 965-975.
Karmeli, D. (1978). Estimating sprinkler distribution patterns using linear regression. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 21(4), 682-686.
Keller, J., & Bliesner, D. R. (1990). Sprinkle and trickle irrigation. von Nostrand Reinhold, 652p.
Keller, J., & Karmeli, D. (1975). Trickle irrigation design. S.1: Rain Bird Sprinkler Manufacturing Corporation, 1975. 133 p.
Levine, D. M., Berenson, M. L., & Stephan, D. (2000). Estatística: Teoria e aplicações. LTC.
Lima, L. O., Oliveira, J. P. O., Almeida, R. R., Diniz, M. R. M., Miranda, M. S., & Sousa, J. S. C. (2012). Estimativa da eficiência de um sistema de irrigação por microaspersão. In: VII CONNEPI – Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 7, 2012, Palma - Tocatins. Anais…CONNEPI.
Maciel, L. F. V. (2019). Regressão linear múltipla na modelagem de resultados na National Basketball Association (NBA). Monografia - Bacharelado em Estatística, Universidade Federal de Uberlândia, , 52p.
Mantovani, E. C., Bernardo, S., & Palaretti, L. F. (2009). Irrigação: princípios e métodos. (2a ed.), 355p.
Martín-Benito, J. M. T. (1993). La aplicación del agua el riego y su evaluación. In: Olalla Mañas, F.M.S. Agronomia del riego. Madri: Ediciones Mundi-Prensa, 615-694.
Martins, L. C. (2000). Relação entre poluição atmosférica e algumas doenças respiratórias em idosos: avaliação do rodízio de veículos no município de São Paulo. Dissertação de Mestrado em Ciências - Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo-USP, 97p.
Merrian, J. L., & Keller, J. (1978). Farm irrigation system evaluation: A guide for management. Logan: Agricultural and Irrigation Engineering Department, Utah State University, 271p.
Monteiro, J., Tarjuelo, J. M., & Carrión, P. S. (2001). Simulation model for sprinkler irrigation. Part II: Calibration and validation of the model. Irrigation Science, New York, 20(2), 85-98.
Neto, M. C. C. C., Nörenberg, B. G., Manke, E. B., Faria, L. C., Beskow, S., Colombo, A., Flores, J. H. N., Boeira, S. V., Vargas, M. M., & Bruna Moreira Sell, B. M. (2012). Modelagem da lâmina de água aplicada por um linear móvel de irrigação equipado com dois modelos de aspersores. In: XXI ABRH – XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2015, Brasília-DF. Anais... Brasília: ABRH, 1-8.
Nóbrega, M. P. (2010). Estudo comparativo de gráficos de probabilidade normal para análise de experimentos fatoriais não replicados. Dissertação de Mestrado em Matemática Aplicada e Estatística, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 196p.
Oliveira, F. C. (2014). Produtividade da água no cultivo de brócolis de cabeça sob diferentes sistemas de irrigação. Dissertação de Mestrado em Engenharia Agrícola, Universidade Federal da Grande Dourado – UFGD, 59p.
Paulinho, M. A O., Figueiredo, F. P., Fernandes, R. C., Maia, J. T. L. S., Guilherme, D. O., & Barbosa, F. S. (2009). Avaliação da uniformidade e eficiência de água em sistemas de irrigação por aspersão convencional. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 3(2), 48-54.
Pizarro, F. (1996). Riego localizados de alta frecuencia. (2a ed.), Ediciones Mundi Prensa, 471 p.
Salomão, L. C. (2008). Uniformidade do sistema de irrigação. In: Souza. T. R., Villas Boas, R. L., Saad. J. C. C. Aspectos práticos da fertirrigação. Botucatu: FEPAF, cap. 3, 13-17.
Salomão, L. C. (2012). Calibração de tanques evaporímetros de baixo custo sob diferentes diâmetros em ambiente protegido. Tese doutorado, Universidade Estadual Paulista “Júlio De Mesquita Filho, UNESP, 74p.
Salomon, K. (1979). Manufacturing variation of trickle emitters. Transactions of the ASAE, St. Joseph, 22(5), 1034-1038.
Santos F. A. A et al. (2015). Avaliação do uso de dados de precipitação gerados pelo CPC/NCEP na modelagem hidrológica em uma região hidrográfica do rio Araguaia, Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, João Pessoa-PB, Brasil
Schmidt, C. M. C. (2003). Modelo de regressão de Poisson aplicado à área da saúde. Dissertação de Mestrado em Modelagem Matemática - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul98p.
Schons, R. L. (2010). Critérios para o aumento do índice de eficiência nos sistemas de irrigação tipo pivô central. Tese de Doutorado, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Centro de Ciências Rurais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, área de concentração em Engenharia de Água e Solo, 139 p.
Silva, E. M., Azevedo, J. A., & Lima, J. E. F. W. (2002). Análise de desempenho da irrigação – Planaltina, DF. Embrapa Cerrados, 84p.— (Documentos / Embrapa Cerrados,
Silva, E. M., & Hart, W. E. (1992). Modelo estatístico de distribuição de água infiltrada aplicado à irrigação deficiente. In: Congresso Nacional De Irrigação E Drenagem, 9ª., 1992, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ABID, 1, 469-492.
Silva, E. M., Lima, J. E. F. W., & Azevedo, J. A. (2009). Proposta e seleção de uma função polinomial para a avaliação de sistemas de irrigação. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, 13(5), 509–515.
Silva, E. M., Lima, J. E. F. W., Azevedo, J. A., & Rodrigues, L. N. (2004). Proposição de um modelo matemático para a avaliação do desempenho de sistemas de irrigação. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 39, 741-748.
Silva, E. M., Lima, J. E. F. W., Rodrigues, L. N., & Azevedo, J. A. (2006). Comparação de modelos matemáticos não-lineares empregados na análise de desempenho de sistemas de irrigação. Pesq. agropec. bras., Brasília, 41(6), 1049-1052.
Silva, E. M., Pereira, L. S., Ferreira, J. O. P., Lima, C. J. G. S., & Silva, J. B. L. (2017). Avaliação de um sistema de irrigação por gotejamento em cultivo de quiabeiro. XLVI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 20173, , 1-4.
Silva, N. A. M., Lana, A. M. Q., & Silva, F. F. (2011). Seleção e classificação multivariada de modelos de crescimento não lineares para bovinos Nelore. Arq. Bras. Med. Vet. Zootec., 63, 364-371.
Soccol, O. J., Ullmann, M. N., & Frizzone, J. A. (2002). Análise de desempenho de uma subunidade de irrigação por gotejamento instalada em um pomar de macieira, Braz. arco. biol. technol. 45(4), 1 -9.
Souza, L. O. C., Mantovani, E. C. M., Soares, A. A., M. Ramos, M., & Freitas, P. S. L. (2006). Avaliação de sistemas de irrigação por gotejamento, utilizados na cafeicultura. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, 10(3) 541–548.
Warrick, A. W., Hart, W. E., & Yatayew, M. (1889). Calculation of distribution and efficiency for nonuniform irrigation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 115(4), 674-686.
Wu, I. P. (1995). Optimal scheduling and minimizing deep seepage in microirrigation. Transactions of the ASAE, 38(5), 1385–1392.
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