Water balance estimate of beans using a dynamic systems model based on crop coefficient (Kc) variation

Abstract

The crop coefficient (Kc) is one of the most important parameters for studying the water balance, which aims to assess the relationship between growth and production dynamics and the management of water resources in irrigation systems. Thus, in this study, the effect of Kc variation on the water balance was evaluated throughout the bean crop cycle in Northeast Brazil, using a dynamic systems model. The effect of Kc variation scenarios on the water balance in the bean crop in Northeastern Brazil was simulated using the Vensim program. The soil water storage was used as state variable, input flow variable and outflow of water in the soil, and auxiliary variables that influence system flows were also considered. Thus, four simulation scenarios were performed changing values of the bean crop coefficient (Kc = 0.62; Kc = 0.72; Kc = 0.82; Kc = 0.92). The variation in soil water storage showed negative values in most phenological phases, showing significant differences between Kc conditions, depending mainly on the precipitation dynamics.

O coeficiente da cultura (Kc) é um dos parâmetros mais importantes para o estudo do balanço hídrico das culturas agrícolas, que tem como finalidade avaliar a relação da dinâmica de crescimento e produção com o manejo de recursos hídricos em sistemas de irrigação. Assim, neste trabalho avaliou-se o efeito da variação do Kc sobre o balanço hídrico ao longo do ciclo da cultura do feijão do Nordeste do Brasil, por meio de um modelo de sistemas dinâmicos. Para simular o efeito de cenários de variação do Kc sobre o balanço hídrico na cultura do feijão no Nordeste do Brasil, utilizou-se o programa Vensim usando como variável de estado o armazenamento de agua no solo, variáveis de fluxo de entrada e saída de agua no solo, e variáveis auxiliares que influem nos fluxos do sistema. Assim quatro cenários de simulações foram realizados alterando valores do coeficiente da cultura do feijão (Kc = 0,62; Kc = 0,72; Kc = 0,82; Kc = 0,92). A variação no armazenamento de água no solo apresentou valores negativos na maior parte das fases fenológicas da cultura, mostrando diferenças significativas entre condições de Kc, dependendo principalmente da dinâmica da precipitação.