Mathematical model for handling in precision fertigation

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i6.3530

Keywords:

Fertigation; Nutrition solution; Variable concentration; Precision chemistry; Continuous flow.

Abstract

Fertirrigation has been instrumental in boosting the world's food supply, since more than 40% of agricultural production is total in areas irrigated with the use of this technique. However, when poorly managed, it is possible to increase the concentration of salts in the soil, besides increasing the probability of losses of nutrients by leaching, especially in sandy soils. Fertigation as performed today, still being able to print water and nutrients in the face of momentary and abrupt elevation of osmotic potential in the volume of soil explored. This is because the concentration of injected fertilizer solution is not a constant habit irrigation system throughout the operation. The objective of this work was to develop a mathematical program for the management of precision fertigation in an injected fertilization solution without a variable irrigation system, over time, besides verifying the reach of vertical processes by the fertigation thus performed. The mathematical model is used to describe a change in your injectable fertilizer solution in an irrigation system nonuniformly. A quantitative fertigation rate, obtained according to the obtained mathematical model, gives a 25% reduction in vertical range and a higher efficiency of fertilizer solution compared to proportional fertirrigation

Author Biography

Edgo Jackson Pinto Santiago, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Engenheiro agrômo, mestre em agronomia, matemático, especialisat em estatística e matemática financeira e doudorando em biometria e estatística aplicada.

References

Almeida, O.A.(2009). Equipamento de injeção de fertilizantes. In: Borges, A.L., Coelho, E.F. (Org.). Fertirrigação em fruteiras tropicais. 2. Ed. Cruz das Almas: Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, p. 37-60.

Barros, A.C., Folegatti, M.V., Souza, C.F. & Santoro, B.L. (2010). Distribuição da solução no solo aplicado por gotejamento enterrado e superficial. Irriga. 15(4):361-372.

Basso, L.H., Braga, M.B., Calgaro, M., Simões, W.L & Pinto, J.M. Irrigação e fertirrigação. (2010). Embrapa Semiárido (2th ed). Disponível em: <http://www.cpatsa.embrapa.br:8080/sistema_producao/spuva/irrigacao.html>.

Bernardo, S., Soares, A.A. & Mantovani, E.C. (2008). Manual de irrigação (8th ed.). Viçosa (MG):UFV, p. 625.

Busato, C.C.M., Soares, A.A., Sediyama, G.C., Motoike, S.Y. & Reis, E.F. (2011). Manejo da irrigação e fertirrigação com nitrogênio sobre as características químicas da videira ‘Niágara Rosada’. Ciência Rural. 41(7):1183-1188.

Coelho, E.F. & Filho, M.A.C. (2007). Orientações práticas para a fertirrigação do mamoeiro. Cruz das Almas: Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical. (Circular Técnica, 85).

Coelho, E.F., Costa, E.L., Borges, A.L., Andrade Neto, T.M. & Pinto, J.M. (2010). Fertirrigação. Informe Agropecuário. 31(259):58-70.

Coelho, V.P.M., Rosa, K.M., Paiva, P.E.B., Moreira, E.F.A. & Carvalho, M. (2018). Fertigation and growth regulator on coffee seedling production in tubes. Pesquisa Agropecuária Tropical. 48(4):350-357.

Cunha, F.N., Oliveira, R.C., Silva, N.F., Moura, L.M.F., Teixeira, M.B. & Filho, R.R.G. (2013). Variabilidade temporal da uniformidade de distribuição em sistema de gotejamento. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada. 7(4):248 - 257.

Delbem, F.C., Scabora, M.H., Filho, C.V.S., Heinrichs R., Crociolli, C.A. & Cassiolato, A.M.R. (2011). Fontes e doses de adubação nitrogenada na atividade microbiana e fertilidade do solo cultivado com Brachiaria brizantha. Acta Scientiarum. Agronomy. 33(2):361-367.

Ernani, P.R., Bayer, C., Almeida, J.A. & Cassol, P.C. (2007). Mobilidade vertical de cátions influenciada pelo Método de aplicação de cloreto de potássio em solos com carga variável. Revista Brasileira de ciência do solo. 31(1):393-402.

Frizzone, J.A. (2012). Microirrigação: Gotejamento e microaspersão (1th ed). Maringá (PR): Eduem.

Lopes, L.N.; Souza, C.F.; Santoro, B.L. (2010). Utilização da TDR para monitoramento da solução de nitrato de potássio em Latossolo Vermelho-Amarelo. Engenharia Agrícola. 30(5):932-947.

Medeiros, J.F., Sousa, V.F., Maia, C.E., Coelho, E.F. & Marouelli, W.A. (2011). Determinação e preparo da solução de fertilizantes para fertirrigação. In: Sousa, V.F., Marouelli, W.A., Coelho, E.F., Pinto, J.M., Coelho Filho, M.A. Irrigação e fertirrigação em fruteiras e hortaliças. (1th ed.) Brasília: Embrapa Informação Tecnológica. p. 265-288.

Pedrotti, A., Chagas, R.M., Ramos, V.C., Prata, A.P.N., Lucas, A.A.T. & Santos, P.B. (2015). Causas e consequências do processo de salinização dos solos. Revista do Centro de Ciências Naturais e Exatas. 19(2):1308-1324.

Pereira, A.S., Shitsuka, D.M., Parreira, F.J. & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [e-book]. Santa Maria. Ed. UAB/NTE/UFSM. Disponível em: https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1.

Pinto, J.M. & Brito, R. A. L. (2010). Equipamentos para aplicação de fertilizantes via irrigação. Petrolina: Embrapa Semiárido. (Documentos, 231).

Sangoi, L., Ernani, P.R., Lech, V.A., & Rampazzo, C. (2003). Lixiviação de nitrogênio afetada pela forma de aplicação da uréia e manejo dos restos culturais de aveia em dois solos com texturas contrastantes. Ciência Rural. 33(1):65-70.

Santoro, B.L., Sato, L.M., Brunhara, J.P.B., Peres, J.G. & Souza, C.F. (2013). Monitoramento da distribuição de uma solução no solo via fertirrigação por gotejamento. Irriga. 18(3):572-586.

Santos, G.S., Medeiros, P.R.G., Teles, E.C.V.P.A., Gonçalves, D.R. & Nascimento, R.C (2015). Entupimento de gotejadores em função do uso da fertirrigação e controle com ácido fosfórico. Congresso Nacional de Irrigação e Drenagem: São Cristovão-SE.

Silva, E.F.F.; Duarte, S.N. & Coelho, R.D. (1999). Salinização dos solos cultivados sob ambiente protegidos no Estado de São Paulo. In: Folegatti, M.V. (ed.) Fertirrigação: citrus, flores e hortaliças. Guaíba: Agropecuária. p.267-277.

Silva, P.F., Lima, J.G.S., Barros, A.C., Silva, E.M. & Duarte, S.N. (2013) Sais fertilizantes e manejo da fertirrigação na produção de tomateiro cultivado em ambiente protegido. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 17(11):1173-1180.

Silva, A.O.A. (2014). Fertirrigação e o processo de salinização de solos em ambiente protegido. Pesquisas Agrárias e Ambientais. 2(3):180-186.

Souza, T.R., Quaggio, J.A. & Silva, G.O. (2006). Dinâmica de íons e acidificação do solo nos sistemas de fertirrigação e adubação sólida na citricultura. Revista Brasileira de Fruticultura. 28(3):501-505.

Souza, T.R. (2012). Dinâmica de nutrientes na solução do solo em pomar fertirrigado de citros. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 47(6):846-854.

Shani, M. (1983). La fertilizacion combinada con el riego. Telaviv: Ministério de Agricultura de Israel, p. 36.

Takahashi, H.W., Barzan, R.R., Bertoncelli, D.J., Suzuki, A.B.P., Fregonezi, G.A.F., Sampaio, M.D.L., Firmano, R.F. & Silva, J.B. (2018). Manejo da solução nutritiva sobre a qualidade pós-colheita de tomate salada fertirrigado em areia. Brazilian Journal of Food Technol. 21(e2016144):1-6.

Texeira, J.C., Coelho, E.F. & Barros, D.L. (2014). Concentração da solução de injeção e frequência de fertirrigação em Latossolo Amarelo. In: II INOVAGRI International Meeting. Fortaleza, Anais... Fortaleza. p. 4226-4231.

Trani, P.E., Tivelli, S.W. & Carrijo. O.A. (2011). Fertirrigação em hortaliças. Campinas: Instituto Agronômico. (Boletim Técnico, 196).

Published

22/04/2020

How to Cite

SANTIAGO, E. J. P.; FREIRE, A. K. da S.; AMORIM, J. F. de; CRISTINO, C. T.; LÚCIO, A. D.; GOMES-SILVA, F.; SILVA, A. S. A. da; CANTALICE, J. R. B.; CUNHA FILHO, M. Mathematical model for handling in precision fertigation. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 6, p. e175963530, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i6.3530. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/3530. Acesso em: 24 apr. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences