Water requirement satisfaction index for coffee (Coffea canephora) crops in Western Amazon

Abstract

Water balance is a tool that has various applications in agriculture, including assessing whether an environment is suitable for growing a specific crop by providing information on how water resources function in the system. This information is essential for determining whether the available water satisfies the crop’s demand. Thus, the objective of this work was to calculate the water balance of Typic Hapludults for growing coffee (Coffea canephora) crops in Cruzeiro do Sul, Acre, Brazil, using a 36-year historical series to assess the potential and limitation of the crop according to the water availability. The results showed that coffee crops are, in general, suitable for growing in the study region. Water deficit and water surplus periods are well-defined, from April to August and September to March, respectively. Flowering was the only stage of coffee crops that coincides with the water deficit period in the region; thus, irrigation is necessary to prevent compromising this stage and fruit development. The Water Requirement Satisfaction Index (WRSI), calculated on a monthly basis, indicates a low climate risk for coffee crops in the region. However, when calculated on a daily basis, the WRSI shows a medium to high climate risk for coffee crops in several periods. The WRSI proved to be an adequate tool for assisting in decision-making regarding the adoption of irrigation.

O balanço hídrico é uma ferramenta com diversas aplicações na agricultura, incluindo a avaliação da adequação de um ambiente para o cultivo de uma determinada cultura, através da compreensão de como os recursos hídricos operam no sistema. Esta informação é vital para determinar se a água disponível satisfaz a necessidade da cultura. Assim, objetivou-se calcular o balanço hídrico em um Argissolo Vermelho-Amarelo para o cultivo de Coffea canephora no município de Cruzeiro do Sul, Acre, utilizando uma série histórica de 36 anos para avaliar o potencial e as restrições da cultura de acordo com a água disponível. Os resultados mostraram que, de forma geral, o cultivo de Coffea canephora é adequado para a região de estudo. Os períodos de déficit hídrico e de excesso de água são bem definidos, ocorrendo de abril a agosto e de setembro a março, respectivamente. Verificou-se que apenas a fase de floração do cafeeiro coincide com o período de déficit hídrico na região, exigindo assim irrigação para evitar comprometer essa etapa do desenvolvimento do fruto. Em relação ao Indice de Satisfação da Necessidade de Água (ISNA), observou-se que, quando calculado em uma escala mensal, indica baixo risco climático para o cultivo de Coffea canephora na região. No entanto, quando calculado em uma escala diária, o ISNA indica risco climático médio a alto para o cultivo durante vários períodos. O ISNA mostrou ser uma ferramenta adequada para a tomada de decisão quanto à adoção de técnicas de irrigação.