consumo de água e disponibilidade hídrica para milho e soja no rs

2

ISSN 0104-9089

BOLETIM

FEPAGRO

Boletim Tcnico da Fundao Estadual de Pesquisa Agropecuria

NMERO 10 - JUNHO DE 2002

Fundao Estadual de Pesquisa Agropecuria

Secretaria da Cincia e Tecnologia Rio Grande do Sul - Brasil

Exemplares desta publicao podem ser adquiridos na:

FUNDAO ESTADUAL DE PESQUISA AGROPECURIA FEPAGRO SETOR DE EDITORAO

Rua Gonalves Dias, 570 Bairro Menino Deus 90130-060 Porto Alegre RS/Brasil E-mail: [email protected]

Fone: 051 3233 5411 Fax: 051 3233 7607

Tiragem:

________________________________________________________________

3

FUNDAO ESTADUAL DE PESQUISA AGROPECURIA FEPAGRO DIVISO DE COMUNICAO RURAL: Nmora Arlindo Rodrigues - Chefe

COMISSO EDITORIAL: Eduardo Pires de Albuquerque

Francisco Oscar Zanotelli

Nmora Arlindo Rodrigues

Sandra Maria Borowski

BIBLIOTECRIA: Nmora Arlindo Rodrigues

JORNALISTA: Hilda Gislaine Arajo de Freitas

CATALOGAO NA FONTE

BOLETIM FEPAGRO, Boletim Tcnico da Fundao Estadual de Pesquisa

Agropecuria/FEPAGRO; Secretaria da Cincia e Tecnologia Porto Alegre, 2002. ISSN 0104-9089

Contedo:

n. 10 MATZENAUER, R. et al. Consumo de gua e disponibilidade hdrica para

milho e soja, no Rio Grande do Sul.

REFERNCIA BIBLIOGRFICA

MATZENAUER, R. et al. Consumo de gua e disponibilidade hdrica para milho e soja,

no Rio Grande do Sul. Porto Alegre: FEPAGRO, 2002. 104 p. (BOLETIM FEPAGRO, 10)

4

Apresentao

As culturas de milho e soja ocuparam uma rea de cerca de 4,63 milhes de hectares

na safra 2000/2001, no Rio Grande do Sul, com uma produo de aproximadamente 13

milhes de toneladas de gros. Esta produo foi, provavelmente, o recorde no Estado para

esta duas culturas. Este timo desempenho pode ser atribudo a vrios fatores, entre eles,

talvez o principal, ao regime pluviomtrico ocorrido durante o perodo de setembro/2000 a

maro/2001. Neste perodo, a precipitao pluvial esteve bem acima dos valores normais nas

regies de maior expresso de plantio, havendo desta forma, uma disponibilidade hdrica

mais adequada para o crescimento e desenvolvimento das culturas, refletindo

consequentemente, num maior rendimento de gros. No entanto, esta no a realidade no

Estado, sendo o ano agrcola 2000/2001, um ano atpico em termos de disponibilidade

hdrica para as culturas. A realidade que o Estado do Rio Grande do Sul, sofre, com

freqncia, de deficincias hdricas, muitas vezes severas, que prejudicam o rendimento e a

produo das culturas de soja e milho. O Estado contabiliza perda de milhes de toneladas de

milho e de soja nas ltimas safras, principalmente as de 1990/91, 1995/96, 1996/97, 1998/99

e 1999/2000, apenas para citar as mais recentes. Deve-se salientar que os valores normais de

precipitao no so suficientes para atender s necessidades hdricas da soja e do milho,

principalmente durante os perodos crticos. Portanto, deve-se ter em mente que para as

condies do Estado, precipitao normal no sinnimo de adequada disponibilidade

hdrica para as culturas de soja e milho.

Neste sentido, o conhecimento das necessidades de gua das culturas bem como dos

perodos de maior exigncia hdrica, fornecem informaes importantes para o planejamento

das lavouras. A caracterizao das disponibilidades hdricas para as culturas de soja e milho,

nas diversas regies do Estado, em diferentes pocas de semeadura, fornecem subsdios

importantes aos produtores e extensionistas, proporcionando informaes mais adequadas

para a definio da melhor poca de semeadura e do planejamento da irrigao, alm de

possibilitar o aperfeioamento dos zoneamentos agroclimticos dessas culturas.

Com uma viso prospectiva, h cerca de 28 anos, a Equipe de Ecologia Agrcola do

IPAGRO (hoje Equipe de Agrometeorologia da FEPAGRO/SCT) juntamente com o Setor de

Agrometeorologia da Faculdade de Agronomia da UFRGS, iniciaram trabalhos inditos na

linha de pesquisa em evapotranspirao mxima (consumo de gua) das principais culturas

agrcolas do Estado, entre elas milho e soja. As pesquisas resultaram em informaes

importantes que possibilitaram a anlise das condies hdricas para diversas culturas no Rio

Grande do Sul e forneceram subsdios bsicos para uma srie de estudos, entre eles, a

indicao de pocas de semeadura para soja e milho nas diferentes regies climticas do

Estado e para a elaborao de zoneamentos agrcolas para essas culturas.

Com a publicao deste Boletim Tcnico, coloca-se disposio de produtores,

extensionistas, pesquisadores e demais profissionais envolvidos com o setor produtivo

agrcola no Estado, alguns resultados dos trabalhos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa em

5

agrometeorologia da FEPAGRO e da UFRGS, que certamente contribuiro para a melhoria

do planejamento das lavouras, visando o aumento da produo e da estabilidade das safras

agrcolas.

Porto Alegre, junho de 2002

Eng. Agr. Ronaldo Matzenauer

Coordenador

6

Sumrio pgina

1. Introduo..................................................................................... 13

1.1. Justificativa................................................................................... 15

2. Regime pluviomtrico no Estado do Rio Grande do Sul ............. 15

2.1. Precipitao pluvial normal climatolgica ................................... 15

2.2. Probabilidade de ocorrer precipitao pluvial mensal igual ou

superior evapotranspirao potencial ........................................

20

3. Necessidades hdricas das culturas ............................................... 23

3.1. Evaporao, transpirao e evapotranspirao ............................. 23

3.2. Definio de termos ..................................................................... 24

3.3. Determinao da evapotranspirao ............................................ 26

3.4. O mtodo de Penman para estimativa da evapotranspirao ....... 26

3.5. Relaes da evapotranspirao mxima com frmulas e

elementos meteorolgicos ............................................................

27

3.5.1. Relao com a evaporao do tanque classe A ............................ 28

3.5.2. Relao com a evapotranspirao calculada pelo mtodo de

Penman .........................................................................................

29

3.5.3. Relao com a radiao solar global ............................................ 29

3.6. Desenvolvimento do dficit hdrico nas plantas .......................... 30

3.7. Efeitos do dficit hdrico .............................................................. 32

3.8. Relao entre rendimento de gros e dficit hdrico .................... 35

4. Cultura do milho .......................................................................... 37

4.1. Evapotranspirao mxima .......................................................... 38

4.2. Relaes da evapotranspirao mxima com a evaporao do

tanque classe A, com a evapotranspirao calculada pelo

mtodo de Penman e com a radiao solar global .......................

42

4.3. Exemplo de utilizao do coeficiente de cultura .......................... 47

4.4. Disponibilidades hdricas para a cultura do milho em diferentes

locais e pocas de semeadura .......................................................

48

4.5. Consumo relativo de gua durante o perodo crtico do milho .... 70

5. Cultura da soja .............................................................................. 74

5.1. Evapotranspirao mxima e relaes com a evaporao do

tanque classe A, com a evapotranspirao calculada pelo

mtodo de Penman e com a radiao solar global ...................

74

5.2. Disponibilidades hdricas para a cultura da soja em diferentes

locais e pocas de semeadura .......................................................

75

5.3. Consumo relativo de gua durante o perodo crtico da soja ....... 91

6. Consideraes sobre o consumo relativo de gua para as

culturas de milho e soja ................................................................

95

7. Consideraes finais e recomendaes ........................................ 97

8. Referncias Bibliogrficas ........................................................... 99

7

Relao de Tabelas

Tabela pgina

1. Precipitao pluvial (mm) no Estado do Rio Grande do Sul -

normal 1931-1960 .....................................................................

16

2. Perodos crticos com relao disponibilidade hdrica no

solo para algumas culturas ........................................................

33

3. Datas de semeadura para as trs pocas durante o perodo

1976-1988. Estao Experimental de Taquari, RS . .................

39

4. Durao mdia (dias) dos subperodos e do ciclo total do

milho, em trs pocas de semeadura. Estao Experimental de

Taquari, RS ...............................................................................

39

5. Evapotranspirao mxima da cultura do milho (ETm) (mm).

Valores totais e mdios dirios, em diferentes subperodos de

desenvolvimento e no ciclo completo, para trs pocas de

semeadura. Estao Experimental de Taquari/RS, perodo

1976/77-1988/89 .......................................................................

41

6. Evapotranspirao mxima (ETm), evaporao do tanque

classe A (Eo) e a razo ETm/Eo (coeficiente Kc1) em

diferentes subperodos e no ciclo total do milho. Valores

mdios dirios (mm) para trs pocas de semeadura. Estao

Experimental de Taquari/RS, perodo 1976/77-1988/89 ..........

43

7. Evapotranspirao mxima (ETm), evapotranspirao de

referncia (ETo) calculada pela frmula de Penman e a razo

ETm/Eto (coeficiente Kc2) em diferentes subperodos e no

ciclo total do milho. Valores mdios dirios (mm) para trs

pocas de semeadura. Estao Experimental de Taquari/RS,

perodo 1976/77-1988/89 ..........................................................

45

8. Evapotranspirao mxima (ETm), radiao solar global (Rs),

e a razo ETm/Rs (coeficiente Kc3) em diferentes subperodos

e no ciclo total do milho. Valores mdios dirios (mm) para

trs pocas de semeadura. Estao Experimental de

Taquari/RS, perodo 1976/77-1988/89 .....................................

46

9. Relao das localidades onde foram calculados os balanos

hdricos para a cultura do milho ................................................

48

10. Evapotranspirao mxima (ETm), evapotranspirao real

(ETr) e deficincia hdrica (D), valores totais em mm, em

diferentes subperodos e no ciclo completo do milho, para

quatro pocas de semeadura. Cruz Alta, RS, perodo 1975/76-

1997/98 .....................................................................................

53



8


quatro pocas de semeadura. Jlio de Castilhos, RS, perodo

1975/76-1995/96 .......................................................................

54




quatro pocas de semeadura. Passo Fundo, RS, perodo

1975/76-1998/99 .......................................................................

55




cinco pocas de semeadura. Santa Rosa, RS, perodo 1975/76-

1998/99 .....................................................................................

57




cinco pocas de semeadura. So Borja, RS, perodo 1975/76-

1999/2000 .................................................................................

59




quatro pocas de semeadura. So Gabriel, RS, perodo

1975/76-1999/2000 ...................................................................

61




cinco pocas de semeadura. Taquari, RS, perodo 1975/76-

2000/2001 .................................................................................

62




quatro pocas de semeadura. Rio Grande, RS, perodo

1975/76-1998/99 .......................................................................

64




quatro pocas de semeadura. Encruzilhada do Sul, RS,

perodo 1975/76-1998/99 ..........................................................

66




quatro pocas de semeadura. Veranpolis, RS, perodo

1975/76-1998/99 .......................................................................

67

20. Resumo das Tabelas 10 a 19. Valores mdios de

9

evapotranspirao mxima (ETm), evapotranspirao real

(ETr) e deficincia hdrica (D) (mm) para a cultura do milho

em diferentes locais e pocas de semeadura .............................

69

21. Consumo relativo de gua (ndice ETr/ETm) no perodo

crtico do milho (IP-30IP), em diferentes anos e pocas de

semeadura, para Cruz Alta e Jlio de Castilhos, RS .................

71



semeadura, para Passo Fundo e Santa Rosa, RS .......................

71



semeadura, para So Gabriel e So Borja, RS ..........................

72



semeadura, para para Rio Grande e Taquari, RS ......................

73



semeadura, para Encruzilhada do Sul e Veranpolis, RS .........

73

26. Evapotranspirao mxima (ETm) e coeficientes de

estimativa (Kc1, Kc2 e Kc3), em diferentes subperodos da

soja. Valores mdios. Estao experimental de Taquari, RS ....

75

27. Relao das localidades onde foram calculados os balanos

hdricos para a cultura da soja ...................................................

76


(ETr) e deficincia hdrica (D). Valores totais em mm, em

diferentes subperodos e no ciclo completo da soja, para trs

pocas de semeadura. Cruz Alta, RS, perodo 1975/76-

1996/97 .....................................................................................

79




pocas de semeadura. Jlio de Castilhos, RS, perodo

1975/76-1995/96 .......................................................................

80




pocas de semeadura. Passo Fundo, RS, perodo 1975/76-

1996/97 .....................................................................................

81




pocas de semeadura. Santa Rosa, RS, perodo 1975/76-

1998/99 .....................................................................................

82


10



pocas de semeadura. So Borja, RS, perodo 1975/76-

1997/98 .....................................................................................

83




pocas de semeadura. So Gabriel, RS, perodo 1975/76-

1999/00 .....................................................................................

85




pocas de semeadura. Taquari, RS, perodo 1975/76-2000/01..

86




pocas de semeadura. Rio Grande, RS, perodo 1975/76-

1998/99 .....................................................................................

87




pocas de semeadura. Encruzilhada do Sul, RS, perodo

1975/76-1998/99 .......................................................................

88




pocas de semeadura. Veranpolis, RS, perodo 1975/76-

1998/99 .....................................................................................

89

38. Resumo das Tabelas 28 a 37. Valores mdios de

evapotranspirao mxima (ETm), evapotranspirao real

(ETr) e deficincia hdrica (D) (mm) para a cultura da soja em

diferentes locais e pocas de semeadura ...................................

91


crtico da soja (R1-R5), em diferentes anos e pocas de

semeadura, para Cruz Alta e Jlio de Castilhos, RS

....................................................................................................

92



semeadura, para Passo Fundo e Santa Rosa, RS .......................

93



semeadura, para So Borja e So Gabriel, RS ..........................

93



11

semeadura, para Taquari e Rio Grande, RS .............................. 94



semeadura, para Encruzilhada do Sul e Veranpolis, RS .........

95

44. Nmero total de casos avaliados (anos x pocas) e ndice

ETr/ETm crtico (nmero e percentual) para as culturas de

milho e soja, durante o perodo crtico, em dez locais do Rio

Grande do Sul ...........................................................................

96

12

Relao de Figuras

Figura pgina

1. Precipitao pluvial anual (mm) no Rio Grande do Sul normal 1931-1960 .....................................................................

17

2. Precipitao pluvial (mm) normal (1931-60) mensal na

metade sul (latitude igual ou maior do que 30S) e na metade

norte (latitude menor do que 30S) do Estado do Rio Grande

do Sul (17 estaes na metade norte e 14 estaes na metade

sul). Fonte de dados: Instituto de Pesquisas Agronmicas,

1989 ...........................................................................................

18

3. Precipitao pluvial (mm) normal de vero (1931-60) no

Estado do Rio Grande do Sul. Fonte de dados: Instituto de

Pesquisas Agronmicas, 1989 ..................................................

19

4. Probabilidade (%) de ocorrncia de uma precipitao pluvial

igual ou maior do que a evapotranspirao potencial para o

ms de novembro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990 .................................................................................

21



ms de dezembro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990 .................................................................................

21



ms de janeiro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990 .................................................................................

22



ms de fevereiro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990 .................................................................................

22

8. Localidades onde foram calculados os balanos hdricos para

a cultura do milho .....................................................................

49

13

Os autores dedicam este trabalho ao colega e amigo Srgio Luiz

Westphalen , que precocemente foi afastado de nosso convvio, mas que

com sua bondade, amizade e sabedoria, cativou a todos ns.

14

CONSUMO DE GUA E DISPONIBILIDADE HDRICA PARA

MILHO E SOJA, NO RIO GRANDE DO SUL

RONALDO MATZENAUER 1

HOMERO BERGAMASCHI 2

MOACIR ANTONIO BERLATO 2

JAIME RICARDO TAVARES MALUF 3

NDIO ANTONIO BARNI 4

ARISTIDES CMARA BUENO 5

IVO ANTONIO DIDON 6

CRISTIANO SCHACKER DOS ANJOS 7

FLVIO ALVES MACHADO 7

MRCIA DOS REIS SAMPAIO 8

1. Introduo

O Estado do Rio Grande do Sul ocupa uma posio de destaque na produo agrcola

Nacional. Com uma rea representando pouco mais de 3% do territrio, produziu na safra

2000/2001 cerca de 20 % da produo brasileira de gros, com uma produo aproximada de

15 % para milho e 19 % para soja. Apesar da expresso econmica, as culturas de milho e

soja apresentam ndices de produtividade ainda baixos, se comparados queles obtidos em

outros pases e, especialmente, em outros estados. Outra caracterstica da produo agrcola

gacha a grande variabilidade espacial e temporal dos rendimentos obtidos. A principal

causa dos baixos rendimentos e, principalmente, da grande variabilidade observada a

variao na disponibilidade hdrica para essas culturas, em funo da baixa quantidade e (ou)

m distribuio das chuvas. Caractersticas de manejo, estrutura, conservao e fertilidade do

solo, alm de temperaturas extremas do ar tambm se constituem em elementos que

contribuem, em menor escala, para essas oscilaes de rendimento.

Segundo VILA et al. (1996), a probabilidade da precipitao pluvial superar a

evapotranspirao potencial nos meses de dezembro, janeiro e fevereiro, em praticamente

todo o estado, inferior a 60%, o que determina uma alta freqncia de ocorrncia de

deficincias hdricas e conseqentes quebras de safras das culturas de primavera-vero

produtoras de gros.

1 Eng. Agr., Dr., pesquisador da Equipe de Agrometeorologia da Fundao Estadual de Pesquisa

Agropecuria - FEPAGRO/SCT. Rua Gonalves Dias, 570. Porto Alegre/RS CEP 90130-060. E-mail: [email protected]. Pesquisador do CNPq.

2 Eng. Agr., Dr., Professor do Departamento de Forrageiras e Agrometeorologia Faculdade de Agronomia/UFRGS. Porto Alegre, RS. Pesquisador do CNPq.

3 Eng. Agr., M.Sc., pesquisador da Embrapa Trigo. Passo Fundo, RS. 4 Eng. Agr., Dr., pesquisador da Equipe de Agrometeorologia da FEPAGRO/SCT. 5 Eng. Agr., pesquisador da Equipe de Agrometeorologia da FEPAGRO/SCT 6 Eng. Agr., M.Sc., pesquisador da Equipe de Agrometeorologia da FEPAGRO/SCT 7 Estagirio da Equipe de Agrometeorologia da FEPAGRO/SCT. 8 Meteorologista, Bolsista do CNPq.

15

Dessa forma, o clima caracteriza-se como o principal fator responsvel pelas

oscilaes e frustraes das safras agrcolas no estado. No Rio Grande do Sul, diversas

anlises da produo agrcola apontaram alta correlao entre as variaes das safras das

principais culturas com as condies meteorolgicas e climticas. Dentre essas, o fator

hdrico o que, com maior freqncia e intensidade, afeta a produo das lavouras.

Considerando somente as ltimas seis safras, em quatro (anos agrcolas 1995/96, 1996/97,

1998/99 e 1999/00), ocorreram redues significativas na produo das principais culturas de

primavera-vero, devido ocorrncia de estiagens. Em anos anteriores, como o ocorrido no

ano agrcola de 1987/88 o estado perdeu cerca de 3 milhes de toneladas de gros de soja,

milho e feijo, representando uma quebra de 31% da previso inicial. Na estiagem de

1990/91, mais intensa e extensa do que a anterior, as estimativas oficiais do IBGE e

EMATER/RS, indicam uma reduo na produo de 5,5 milhes de toneladas de gros (soja,

milho e feijo), o que correspondeu a uma quebra de 56% da safra esperada, causando um

prejuzo de cerca de 840 milhes de dlares.

De acordo com dados apresentados por FARIAS et al. (1993), o Rio Grande do Sul o

estado da Regio Sul que tem apresentado os maiores prejuzos devido s estiagens. Nos

anos de 1979, 1986, 1988 e 1991 verificaram-se perdas na produo de soja na ordem de 38,

36, 37 e 58%, respectivamente, em relao a anos imediatamente anteriores ou posteriores,

onde condies normais de disponibilidade hdrica estavam presentes.

Em algumas regies do estado como a Campanha e Baixo Vale do Uruguai, a

freqncia mdia de anos secos atinge 20%. Levando-se em conta que os rendimentos

mdios podem ser elevados substancialmente pela melhoria do manejo das culturas e,

principalmente, pela melhoria do ambiente fsico, altamente limitante, a concluso ser de

que o impacto causado pelas adversidades climticas, em especial das estiagens, bem mais

intenso. Os baixos rendimentos mdios da cultura da soja, no Rio Grande do Sul, esto

relacionados a anos em que ocorreram deficincias hdricas durante os meses de

desenvolvimento da cultura e, em anos considerados muito secos, os rendimentos mdios

estiveram abaixo de uma tonelada por hectare (BERLATO, 1992).

Apesar dos elevados ndices de precipitao pluvial que ocorrem no estado, normal a

ocorrncia de perodos de deficincia hdrica durante os meses de vero que, normalmente,

coincidem com os perodos de florao e enchimento de gros das culturas, que so os mais

crticos em relao falta de gua. A cultura do milho apresenta baixos rendimentos de gros

no estado, com uma mdia nos ltimos 12 anos de cerca de 2.200 kg . ha-1

. A cultura da soja

tambm tem apresentado rendimentos de gros abaixo daqueles obtidos em outros estados,

apresentando, na mdia do qinqnio 1996-2000, um rendimento mdio de 1.671 kg.ha-1

.

Muitos fatores afetam o crescimento e o rendimento destas culturas no estado, como baixa

fertilidade do solo, poca de semeadura inadequada, ataque de pragas e molstias, infestao

de plantas daninhas, entre outros. No entanto, a baixa disponibilidade hdrica, o fator que

maiores redues de rendimento tem causado s culturas nos ltimos anos.

Dessa forma, o dimensionamento das necessidades de gua para cada espcie e a

anlise das disponibilidades hdricas para as culturas so fundamentais para o melhor

entendimento das relaes hdricas no sistema solo-planta-atmosfera; para o planejamento da

lavoura; para a definio da melhor poca de semeadura em cada regio; para a elaborao

de projetos de irrigao; e, para o aperfeioamento de zoneamentos agroclimticos.

16

Nesse contexto, o estabelecimento das relaes hdricas facilita o entendimento dos

efeitos da disponibilidade hdrica sobre a resposta das plantas, podendo fornecer informaes

teis no sentido de minimizar os prejuzos causados pela falta de gua.

1.1. Justificativa

O presente Boletim Tcnico foi motivado pela necessidade de colocar disposio de

produtores rurais, de agentes de assistncia tcnica e extenso rural, de estudantes, de

pesquisadores e, de um modo geral, ao setor produtivo do estado, informaes teis para o

planejamento das atividades agrcolas e para a elaborao de projetos e estudos

agropecurios, levando-se em considerao as redues significativas que ocorrem nas

safras, com grande freqncia, devido aos constantes desequilbrios entre a oferta e a

demanda de gua para as principais culturas do estado. Alm disso, fornece informaes

importantes para o aperfeioamento dos zoneamentos agroclimticos das culturas de milho e

de soja no Rio Grande do Sul, visando a reduo de riscos associados s atividades agrcolas.

2. Regime pluviomtrico no Estado do Rio Grande do Sul

2.1. Precipitao pluvial normal climatolgica

Na Tabela 1 so apresentadas as normais climatolgicas de precipitao pluvial mensal

(normal padro 1931-60) para diversas localidades do Estado do Rio Grande do Sul, em

milmetros, bem como os totais anuais (INSTITUTO DE PESQUISAS AGRONMICAS,

1989). Na Figura 1 est a representao espacial da precipitao normal no estado.

As normais anuais variam de 1162mm em Rio Grande, at 2164mm em So Francisco

de Paula, com um valor mdio para o estado de 1547mm. Considerando a mdia mensal dos

locais apresentados na Tabela 1, o ms com menor precipitao o de novembro, com 101

mm, sendo outubro, o ms de maior precipitao, com 152mm. Chove mais nas regies

localizadas na metade norte do estado com totais anuais acima de 1500mm, sendo que na

metade sul do Estado as precipitaes so menores, geralmente com valores anuais abaixo de

1500mm.

Tabela 1. Precipitao pluvial (mm) no Estado do Rio Grande do Sul - normal 1931-1960.

LOCALIDADE M E S TOTAL

J F M A M J J A S O N D ANUAL

ALEGRETE 148 110 122 153 146 129 108 102 127 187 121 122 1575

BAG 106 96 99 103 118 121 104 109 126 130 75 75 1262

BENTO GONALVES 136 136 119 134 137 153 138 129 156 151 89 119 1597

BOM JESUS 150 152 118 131 104 109 121 119 166 169 75 132 1546

CAAPAVA DO SUL 155 103 116 131 137 171 121 141 162 154 95 104 1590

CACHOEIRA DO SUL 113 109 88 120 137 155 128 123 149 138 78 100 1438

CACHOEIRINHA * 114 121 86 113 96 148 143 117 124 124 117 107 1411

CAXIAS DO SUL 145 137 126 133 142 155 139 130 167 152 106 131 1663

CRUZ ALTA 148 128 123 154 153 168 124 126 160 187 120 140 1731

DOM PEDRITO 123 109 104 122 129 134 106 104 121 139 81 87 1359

ENCRUZILHADA DO SUL 120 122 95 137 146 149 136 132 148 152 76 92 1505

FARROUPILHA ** 139 133 118 109 112 168 163 141 166 150 131 138 1668

GUAPOR 153 149 131 125 128 166 125 134 165 173 102 137 1688

17

IJU 135 157 113 134 135 143 134 169 164 153 152 148 1737

IRA 157 159 158 143 156 173 138 104 162 175 129 133 1787

ITAQUI 127 106 125 154 127 144 97 88 114 161 105 106 1454

JAGUARO 123 104 135 117 105 137 107 120 130 123 76 60 1337

JLIO DE CASTILHOS 117 117 92 146 170 147 125 130 134 146 116 136 1576

LAGOA VERMELHA 157 149 120 135 126 150 140 143 177 177 120 142 1736

MAQUIN *** 170 178 183 97 84 111 100 139 156 131 120 147 1616

MARCELINO RAMOS 160 133 115 137 131 141 129 130 161 180 111 126 1654

PALMEIRA DAS MISSES 166 148 148 148 165 195 152 141 203 191 117 145 1919

PASSO FUNDO 157 146 125 135 136 147 120 123 153 167 115 140 1664

PELOTAS 131 149 116 108 110 128 113 138 141 128 68 77 1407

PIRATINI 137 104 119 110 128 141 113 130 139 139 84 80 1424

PORTO ALEGRE 119 104 88 102 114 137 127 112 124 119 75 89 1310

QUARA ** 163 165 136 162 130 96 96 75 104 137 127 122 1513

RIO GRANDE 88 99 101 97 101 110 98 120 122 98 68 60 1162

SANTA CRUZ DO SUL 141 128 118 116 142 148 126 127 143 146 95 115 1545

SANTA MARIA 143 141 110 144 163 162 142 123 151 174 133 123 1709

SANTANA DO LIVRAMENTO 123 107 124 141 124 135 99 93 114 156 88 84 1388

SANTA ROSA 146 102 122 191 155 183 113 114 138 169 128 104 1665

SANTA VIT. DO PALMAR 93 89 127 124 106 117 97 109 124 99 72 79 1236

SANTIAGO 129 119 118 151 156 143 114 101 144 150 98 110 1533

SANTO NGELO 134 130 120 162 155 160 135 135 156 189 108 129 1713

SO BORJA 124 115 150 146 142 125 91 92 135 162 126 116 1524

SO FRANCISCO DE PAULA 221 213 175 186 155 200 151 128 242 210 119 164 2164

SO GABRIEL 116 103 86 120 133 145 111 107 128 143 77 86 1355

SOLEDADE 185 151 130 165 142 202 166 165 200 207 117 156 1986

SO LUIZ GONZAGA 132 122 127 177 149 157 112 112 139 193 110 133 1663

TAPES 108 91 88 98 112 115 109 113 123 119 67 69 1212

TAQUARA 136 141 118 116 121 137 125 116 132 118 91 108 1459

TAQUARI 121 119 98 108 126 156 132 123 136 135 76 93 1423

TORRES 130 137 139 127 105 95 103 119 145 118 97 95 1410

URUGUAIANA 113 114 122 164 117 105 70 67 102 165 105 101 1345

VACARIA 132 119 98 102 104 144 123 129 148 132 76 104 1411

VERANPOLIS 139 129 121 109 103 135 131 171 168 145 133 150 1634

MDIA MENSAL 137 128 119 133 130 144 121 122 147 152 101 113 1547

Fonte: Instituto de Pesquisas Agronmicas, 1989.

* Mdia de 25 anos (FEPAGRO); ** Mdia de 30 anos (FEPAGRO); *** Normal 1961-90 (FEPAGRO)

18

A anlise estatstica da precipitao pluvial anual no Rio Grande do Sul (BERLATO,

1970) mostra que, na mdia de todo o estado, a freqncia de anos considerados secos

maior do que os anos considerados chuvosos (14% e 10%, respectivamente). Entretanto, em

algumas regies do estado, como a Campanha e o Baixo Vale do Uruguai (fronteira

sudoeste) a freqncia mdia de anos secos atinge 20%. nessa regio do estado que

ocorrem as mais intensas e extensas estiagens, como mostram as sries histricas disponveis

de observaes meteorolgicas.

A Figura 2 apresenta a distribuio da precipitao pluvial ao longo dos meses do ano,

para a metade norte e para a metade sul do estado. Verifica-se que na metade norte chove

mais do que na metade sul, em todos os meses do ano. O ms de maior precipitao pluvial

outubro e o ms de menor precipitao novembro, tanto na metade norte como na metade

sul. Observa-se uma tendncia de haver maiores diferenas entre a metade norte e a metade

sul durante as estaes de primavera e vero (BERLATO et al., 1999).

-57.00 -56.00 -55.00 -54.00 -53.00 -52.00 -51.00 -50.00

-33.00

-32.00

-31.00

-30.00

-29.00

-28.00

-57.0 - -55.00 - -53.00 -50.00

-33.00

-

-31.

-30.00

-29.00

-28.00

Figura 1. Precipitao pluvial anual no Rio Grande do Sul (Normal 1931 1960)

1150 mm

2150 mm

19

Figura 2. Precipitao pluvial (mm) mensal normal (1931-60) na metade sul (latitude igual ou maior do que

30o S) e na metade norte (latitude menor do que 30

oS) do Estado do Rio Grande do Sul (17

estaes na metade norte e 14 estaes na metade sul). Fonte de dados: Instituto de Pesquisa

Agronmicas, 1989.

Apesar da precipitao no estado ser bem distribuda nas quatro estaes do ano (vero

= 24%; outono = 25%; inverno = 25%; primavera = 26%), considerando que durante os

meses de vero ocorre uma maior demanda evaporativa da atmosfera, determinada por

valores mais elevados de radiao solar global e temperatura do ar, normalmente, as chuvas

normais nesta estao no so suficientes para suprir as necessidades hdricas das culturas de

primavera-vero, ocorrendo com freqncia, perodos de deficincia hdrica.

Dezembro a maro o perodo mais crtico para a produo agrcola no estado,

principalmente para a produo de gros. So os meses do ano que apresentam deficincias

hdricas normais em grande parte do territrio rio-grandense.

A Figura 3 mostra a distribuio geogrfica dos totais normais (perodo 1931-60) da

precipitao nos meses de dezembro, janeiro e fevereiro, no Rio Grande do Sul. Verifica-se

que na metade sul do estado ocorre, em mdia, menos de 350mm de precipitao no trimestre

mais quente e de maior demanda evaporativa da atmosfera do ano.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

Ms

mm

Metade norte Metade sul

20

Figura 3. Precipitao pluvial (mm) normal de vero (1931-60) no Estado do Rio Grande do Sul. Fonte de

dados: Instituto de Pesquisas Agronmicas, 1989.

Para o planejamento da agricultura, no que se refere ao melhor aproveitamento do

recurso natural clima, to importante quanto o conhecimento das condies mdias ou

normais das variveis meteorolgicas, a quantificao da variabilidade e da freqncia de

ocorrncia de determinados nveis prticos dessas variveis. Esses estudos s podem ser

feitos com base nas sries histricas de longo prazo de observaes meteorolgicas. No caso

da precipitao, essas determinaes so importantes na agricultura no-irrigada como

subsdio s prticas de manejo de culturas que possam otimizar o aproveitamento da

precipitao natural. Por outro lado, esses estudos fornecem importante suporte para a

tomada de deciso sobre as necessidades ou no de irrigao e tambm para o planejamento

da agricultura irrigada, no momento em que se pode quantificar as deficincias no s em

termos mdios, mas em termos de freqncia de ocorrncia a longo prazo (BERLATO,

1992).

2.2. Probabilidade de ocorrer precipitao pluvial mensal igual ou superior

evapotranspirao potencial

Para a agricultura, mais importante que o conhecimento dos valores normais dos

elementos meteorolgicos o conhecimento de probabilidades. O estudo de probabilidades

Uruguai

Oceano Atlntico

Argentina

Santa Catarina

Lago

a M

irim

Lago

a do

s Pa

tos

28

30

32

56 54 52

Longitude Oeste (grau)

Latit

ude S

ul (

gra

u)

21

fornece informaes teis sobre a chance de ocorrncia de um determinado valor da varivel

de interesse no perodo estudado. Assim, por exemplo, a probabilidade de ocorrncia de 75%

de um dado valor da precipitao pluvial mensal, significa que se espera que num perodo de

100 anos esse valor ocorra em 75 anos .

Uma maneira simples de se avaliar a disponibilidade hdrica para as plantas atravs da

comparao entre precipitao pluvial (P) e evapotranspirao potencial (ETP). Diz-se que

ocorre deficincia hdrica climtica quando a precipitao no atende a demanda expressa

pela evapotranspirao potencial. Nesse sentido, a evapotranspirao potencial pode ser

considerada como a chuva necessria.

Para o clculo de probabilidades, h necessidade de determinao do tipo de

distribuio terica a que os dados analisados se ajustam.. VILA (1994) mostrou que a

precipitao pluvial mensal do Rio Grande do Sul se ajusta adequadamente distribuio

gama incompleta.

As probabilidades mensais de precipitao pluvial ligadas evapotranspirao

potencial mdia mostram que, na metade sul do estado, j em outubro as chances de se ter a

chuva necessria caem para menos de 80% e no Litoral Sul para menos de 70%. Em novembro (Figura 4), toda a regio ao sul do paralelo 30

o tem menos de 50% de

probabilidade da precipitao pluvial ser igual ou maior do que a ETP, sendo que em grande

parte do Litoral Sul essa probabilidade cai para igual ou menor do que 40% (VILA et al.,

1996).

Em dezembro e janeiro (Figuras 5 e 6) grande parte da metade sul do Estado apresenta

probabilidade de at 40% de PETP, sendo que em grande parte do Litoral Sul e partes da Campanha essa probabilidade baixa para 30%.

Em fevereiro (Figura 7), ainda toda a metade sul do estado apresenta probabilidade

abaixo de 50% de PETP, sendo que no Oeste do Estado (Baixo Vale do Uruguai e da Campanha) essa probabilidade cai para 40%.

Pelo acima exposto, verifica-se que em grande parte da metade sul do estado a chance

de se ter precipitao pluvial igual ou maior do que a climaticamente necessria no perodo

de final de primavera e vero de no mximo 40%. Em outras palavras, o risco de

precipitao pluvial insuficiente nessa regio, que se refletir certamente em deficincia

hdrica, igual ou maior do que 60%. Maiores detalhes sobre esse assunto, inclusive com

mapas de probabilidade de PETP no Estado do perodo de setembro a maio so encontrados em VILA et al. (1996).

22

Figura 4. Probabilidade (%) de ocorrncia de uma precipitao pluvial igual ou maior do que a

evapotranspirao potencial para o ms de novembro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990. Fonte: VILA et al.(1996).


evapotranspirao potencial para o ms de dezembro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990. Fonte: VILA et al.(1996).

23


evapotranspirao potencial para o ms de janeiro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990. Fonte: VILA et al.(1996).


evapotranspirao potencial para o ms de fevereiro, no Estado do Rio Grande do Sul. Perodo

1913-1990. Fonte: VILA et al.(1996).

24

3. Necessidades hdricas das culturas

Uma das informaes mais teis no estudo das relaes hdricas no sistema solo-

planta-atmosfera, o dimensionamento das necessidades hdricas das culturas durante os

diversos subperodos do seu ciclo de desenvolvimento. fundamental para o planejamento e

manejo da gua na agricultura e, tambm, uma informao importante para programas de

regionalizao de cultivares, para a estimativa do potencial de rendimento de uma cultura em

uma determinada regio e para a adoo de prticas culturais onde se busca o melhor

aproveitamento dos recursos hdricos disponveis em cada regio agroclimtica.

3.1. Evaporao, transpirao e evapotranspirao

Evaporao um processo fsico pelo qual a gua passa do estado lquido para o

estado gasoso. O fenmeno da evaporao apresenta os seguintes aspectos inter-

relacionados: o suprimento de gua, a mudana de fase da gua e a sada de vapor dgua, em resposta a uma fonte de energia para fornecer o calor latente de evaporao, em uma

superfcie evaporante. A evaporao , fundamentalmente, um processo dependente da

energia disponvel para a mudana do estado fsico da gua, sendo portanto, a radiao solar

o fator isolado mais importante. Quando no existe limitao de gua no solo, a maior parte

da radiao solar utilizada no processo de evapotranspirao.

O processo de evaporao da gua que passa atravs da planta chamado de

transpirao, sendo a evapotranspirao o processo combinado, ou seja, evaporao na

superfcie do solo mais transpirao das plantas. A fsica da mudana de fase da gua

permanece essencialmente a mesma, caso ocorra no interior ou na superfcie de plantas, na

superfcie do solo ou, mesmo, em uma superfcie de gua livremente exposta, acompanhada

ou no de um processo biolgico. Portanto, no h necessidade do uso da palavra

evapotranspirao, para distinguir do processo nico de evaporao. No entanto, a maior

parte da bibliografia sobre a perda de gua em sistemas cultivados, principalmente no Brasil,

adota o termo evapotranspirao, sendo, tambm, utilizado neste trabalho.

Um grande avano nas tcnicas de estimativa da evaporao resultou a partir da

introduo, independentemente, por Penman e Thornthwaite, na dcada de quarenta, do

conceito de evaporao potencial; foi presumido que a evapotranspirao de comunidades

vegetais sem limitao de gua era controlada, primariamente, pelos elementos

meteorolgicos, sendo os fatores de solo e planta de importncia secundria. Uma importante

implicao deste conceito foi que a evaporao potencial fornecia uma estimativa do limite

superior da evapotranspirao de uma rea vegetada, exceto em situaes de forte adveco.

Da mesma forma, PENMAN (1956) acreditava que a perda de gua por uma cultura no

poderia ser superior evaporao de uma superfcie de gua livre, em funo do maior

albedo da vegetao e das resistncias impostas pelo sistema.

No entanto, trabalhos recentes tm mostrado que este conceito se aplica mais para

culturas de porte baixo. Resultados experimentais tm demonstrado que, em condies de

adequada disponibilidade hdrica e para culturas em crescimento ativo, com ndice de rea

25

foliar mximo, a evapotranspirao pode ser maior que a evaporao de uma superfcie de

gua livremente exposta.

3.2. Definio de termos

A seguir so apresentadas definies de alguns termos que so utilizados no decorrer

do trabalho.

- Normal climatolgica o valor mdio de um determinado elemento meteorolgico, de um perodo consecutivo mnimo de 30 anos. As normais mais utilizadas so: normal

padro 1931-60 e normal padro1961-90;

Ex: clculo da precipitao pluvial normal (mm) do ms de janeiro (P N jan):

P N jan = (P jan 31 + P jan 32 + ........... + P jan 60) /30

Onde P jan 31 , P jan 32 e P jan 60 a precipitao pluvial ocorrida no ms de janeiro de 1931,

1932, ........ e 1960.

- Evapotranspirao (ET): a perda de vapor dgua por evaporao e transpirao em uma superfcie vegetada, num dado perodo de tempo. Inclui a evaporao da gua na

superfcie do solo, do orvalho e da precipitao interceptada pela vegetao, bem como a

transpirao das plantas. Ela pode ser expressa como o total ou taxa mdia, em unidades

de massa ou volume por unidade de rea ou como uma profundidade equivalente de gua,

para um determinado perodo. Utiliza-se como sinnimo de evapotranspirao o termo

consumo de gua;

- Evapotranspirao real (ETr): perda de gua por uma cultura qualquer, nas condies reais (existentes) de fatores atmosfricos e umidade do solo, em qualquer estdio de

desenvolvimento;

- Evapotranspirao potencial (ETP): perda de gua em uma extensa superfcie vegetada, de altura uniforme e em crescimento ativo, cobrindo totalmente o terreno e sem restrio

de gua no solo;

- Evapotranspirao de referncia (ETo): perda de gua por uma cultura bem adaptada, selecionada para propsitos comparativos, sob dadas condies meteorolgicas e com

adequada bordadura, sem limitao de gua no solo;

- Evapotranspirao mxima (ETm): perda de gua por uma cultura qualquer, em condies timas de densidade de plantas e fertilidade do solo, sem limitao de gua no

solo e em qualquer estdio de desenvolvimento. o termo utilizado para expressar o

26

consumo de gua de culturas anuais, como no caso de milho e soja, enfocados neste

trabalho;

- Calor latente de evaporao (L): quantidade de energia necessria para evaporar a massa de 1 g de gua estando esta temperatura T. Para T = 0 C, L = 2497 J.g

-1. Logo, o calor

latente de evaporao dado pela equao:

L = 2497 2,37 T (J.g-1)

Se a gua estiver temperatura T = 20C, L = 2450 J.g-1

.

- Equivalente de evaporao: para facilitar a comparao da evaporao com a chuva e a irrigao no clculo do balano hdrico, necessrio que ambas sejam expressas na

mesma unidade. Para tal, suficiente a utilizao do calor latente de evaporao. A massa

de 1 g de gua representa o volume de 1 cm3, isto , um cubo com rea de 1 cm

2 e altura

de 1 cm (=10mm). Estando a gua a 20 C, tem-se L = 2450 J g-1

= 2450 J cm3 = 245 J

mm-1

. Para a maioria dos problemas admite-se esse valor como constante, visto que L

uma funo fraca de T nas condies naturais de evaporao (10 C < T < 30 C).

- Poder evaporante do ar (Ea): a atmosfera est em contnuo movimento, misturando e renovando o ar que envolve uma superfcie seja esta coberta de gua ou vegetao. Essa

renovao dificulta que o ar imediatamente acima da superfcie se sature, mantendo o

dficit de saturao e, por conseqncia, a continuidade do processo evaporativo.

Portanto, a movimentao atmosfrica mantm um poder evaporante, isto , uma

capacidade de secamento da superfcie. Este fenmeno notado quando se estende roupa

no varal e esta seca mesmo no havendo incidncia direta dos raios solares, apenas pelo

efeito do vento. Matematicamente, o poder evaporante do ar representado pela

expresso:

Ea = f (u) e

Onde f (u) representa uma funo emprica do vento (u) e e o valor mdio dirio do dficit de saturao de vapor dgua do ar.

- Consumo relativo de gua: quantidade de gua consumida pela planta em condies naturais de disponibilidade hdrica (evapotranspirao real - ETr) em relao quantidade

de gua consumida sem restrio hdrica (evapotranspirao mxima ETm). representado pelo ndice ETr/ETm, e varia de zero a um (0 1). Quanto menor o ndice, maior a deficincia hdrica, e quanto mais prximo do valor um, menor a deficincia.

- 1 mm de chuva altura de chuva equivalente ao volume de 1 litro.m-2. Exemplo: uma chuva de 10mm significa uma quantidade de 10 litros de gua por m

2 ou

100 m3 por hectare.

27

3.3. Determinao da evapotranspirao

A evapotranspirao pode ser obtida por meio de medies diretas ou atravs de

estimativas. As medies diretas so feitas utilizando, basicamente, dois grupos de mtodos:

os mtodos baseados na equao do balano hdrico e os mtodos micrometeorolgicos. Os

mtodos baseados na equao do balano hdrico se fundamentam no princpio da

conservao de massa, e tem sido utilizados bsicamente atravs da tensiometria e da

lisimetria. Entre os mtodos micrometeorolgicos, desenvolvidos para a determinao da

evapotranspirao, o mtodo do balano de energia o que tem sido utilizado com maior

freqncia. De uma maneira geral, os mtodos de medio da evapotranspirao so

utilizados em nvel experimental, devido aos instrumentos e ao manejo necessrios, servindo

como aferio de mtodos de estimativa em mbito regional. Com relao estimativa da

evapotranspirao, existe um grande nmero de mtodos descritos na literatura, sendo

baseados em princpios fsico-fisiolgicos, frmulas empricas, no balano de energia, ou

mesmo no estabelecimento de relaes com elementos meteorolgicos. BERLATO e

MOLION (1981) e FONTANA (1992) apresentam uma reviso com vrios mtodos de

estimativa da evapotranspirao.

3.4. O mtodo de Penman para estimativa da evapotranspirao

PENMAN (1948) desenvolveu um mtodo de estimativa da evapotranspirao

amplamente utilizado, que combina o balano de energia com um termo aerodinmico sendo

considerado por muitos, como mtodo padro. Uma das principais vantagens do mtodo a

necessidade de informaes meteorolgicas somente em um nvel, disponveis em estaes

meteorolgicas convencionais.

Penman deu um tratamento fsico adequado ao seu mtodo, colocando a evaporao

como funo do fluxo de energia recebido na superfcie e de um fator de ventilao efetiva

da superfcie, determinada pelo movimento do ar sobre ela.

A frmula originalmente derivada por Penman estima a evaporao da gua. Na prtica

a mesma equao utilizada para a estimativa da evapotranspirao, apenas substituindo o

saldo de radiao, considerado sobre a gua na verso original, pelo mesmo termo medido ou

estimado sobre a superfcie vegetada. A equao dada por:

ETo = [(s / ) Rn + Ea] [(s / ) + 1] -1

sendo s a tangente curva de presso de saturao do vapor dgua versus temperatura do ar

(mb.C-1

), o coeficiente psicromtrico (mb.C-1), Rn o saldo de radiao expresso em unidades de evaporao equivalente (mm) e, Ea o trmo aerodinmico (mm), expresso pela

funo:

Ea = 0,35 (es e) (0,5 + 0,01 U2)

28

Sendo es e o dficit de saturao de vapor dgua do ar (mm Hg) e U2 a velocidade do vento a 2 m de altura (milhas.dia

-1).

Segundo BERLATO (1987), com medies diretas de Rn o mtodo de Penman pode

ser utilizado para estimativa da evapotranspirao de referncia em nvel dirio. Se Rn

estimado empiricamente, esse perodo no deve ser menor que 5 ou 10 dias.

Diversos pesquisadores tm estimado o termo energtico da frmula de Penmam (Rn)

utilizando funes ajustadas entre Rn e a radiao solar global (Rs) especficas para cada tipo

de cultura, entre os quais, KANEMASU et al. (1976) para soja e sorgo, MATZENAUER

(1980) para milho, BERGAMASCHI (1984) para feijo, BERLATO (1987) e FONTANA

(1987) tambm para soja, MEDEIROS (1990) para milheto, CUNHA (1991) para alfafa.

3.5. Relaes da evapotranspirao mxima com frmulas e elementos meteorolgicos

A evapotranspirao mxima de uma cultura, medida em um determinado local,

funo, basicamente, das condies meteorolgicas ocorridas durante o ciclo de

desenvolvimento das plantas. Naturalmente que as caractersticas de crescimento e

desenvolvimento das plantas, que esto associadas ao tipo de solo, fertilidade do solo, poca

de semeadura, cultivar utilizada e prticas culturais entre outros, tambm exercem influncia

sobre o consumo de gua da cultura. No entanto, os fatores determinantes so aqueles

relacionados demanda evaporativa da atmosfera. A evapotranspirao mxima, portanto,

determinada em condies especficas de um determinado local, ano e poca de semeadura,

no pode ser extrapolada para outras condies em valores absolutos. Para que se tenha

condies de estimar as necessidades hdricas de uma cultura em uma condio especfica,

necessrio estabelecer relaes entre a evapotranspirao mxima desta cultura e um valor de

referncia, como algum elemento meteorolgico ou a evapotranspirao calculada por

alguma frmula ou mtodo de estimativa. As relaes mais encontradas na bibliografia so

com a evaporao do tanque classe A, com a evapotranspirao calculada pelo mtodo de

Penman e com a radiao solar global.

3.5.1. Relao com a evaporao do tanque classe A

Uma das alternativas para estimativa do consumo de gua das plantas, a utilizao de

tanques de evaporao. A evapotranspirao de plantas em estdios de plena vegetao e sem

deficincia de umidade est correlacionada positiva e significativamente com a evaporao

de superfcie livre de gua. Entre os instrumentos meteorolgicos utilizados para estimar a

evaporao de superfcies de gua, o tanque de evaporao classe A tem sido o mais

utilizado.

O tanque classe A foi desenvolvido pelo Servio Meteorolgico dos Estados Unidos e

de uso mais generalizado, inclusive no Brasil. um tanque cilndrico construdo com chapa

de ferro galvanizado, com 1,21 m de dimetro e 0,255 m de profundidade. Deve ser instalado

a uma altura de 0,15 m da superfcie do solo, no centro de uma rea gramada.

29

A relao entre a evapotranspirao mxima (ETm) de culturas com a evaporao do

tanque classe A (Eo), possibilita a obteno de um coeficiente (denominado neste trabalho

de Kc1), que pode ser utilizado para a estimativa do consumo de gua das culturas, da

seguinte forma:

Obteno do coeficiente ETm/Eo = Kc1

Estimativa da evapotranspirao mxima da cultura ETm = Kc1 . Eo

Para culturas anuais, o coeficiente de cultura depende da porcentagem de solo coberto

pela cultura e aumenta desde a emergncia at a cobertura total do solo, decrescendo aps,

at a maturao fisiolgica.

Durante o incio do ciclo de uma cultura, quando a cobertura do solo incompleta, a

relao ETm/Eo baixa. Em espcies cultivadas em linha, a maior parte da gua perdida

durante este estdio inicial se d pela evaporao do solo. Com o crescimento das plantas,

aumenta a cobertura do solo, diminui a evaporao da gua do solo, aumentando a

transpirao e, consequentemente a evapotranspirao. Em condies de IAF mximo e de

alta demanda evaporativa da atmosfera, a evapotranspiraao da cultura mxima. Estas

condies ocorrem para as culturas de milho e soja no Estado do Rio Grande do Sul, quando

as mesmas esto no perodo da florao e incio de enchimento de gros e quando os mesmos

coincidem com a segunda quinzena do ms de dezembro e durante o ms de janeiro.

3.5.2. Relao com a evapotranspirao calculada pelo mtodo de Penman

O mtodo de Penman apresentado no captulo 3.4. Tem sido amplamente utilizado

para a estimativa da evapotranspirao mxima de culturas.

Por definio, o coeficiente de cultura uma relao entre a evapotranspirao mxima

e a evapotranspirao de referncia, que pode ser estimada pela frmula de Penman.

Diversos pesquisadores tem relacionado a evapotranspirao de culturas com a

evapotranspirao calculada pelo mtodo de Penman. LOMAS et al. (1974) relacionaram a

evapotranspirao do milho, medida em lismetros, com a evapotranspirao calculada pela

frmula de Penman, encontrando uma relao que variou, em duas estaes de crescimento,

de 0,79 a 0,96. Segundo eles, as diferenas na relao durante o desenvolvimento da cultura

so esperadas, pois, embora a frmula de Penman inclua o fator vento, que de grande

importncia, particularmente em milho, esta no leva em considerao a variao da rea

foliar durante o desenvolvimento.

A relao da evapotranspirao mxima (ETm) de culturas com a evapotranspirao

calculada pelo mtodo de Penman (ETo), possibilita a obteno do coeficiente de cultura

(denominado neste trabalho de Kc2), que pode ser utilizado para a estimativa do consumo de

gua das culturas, da seguinte forma:

Obteno do coeficiente ETm/ETo = Kc2

30

Estimativa da evapotranspirao mxima da cultura ETm = Kc2 . ETo

3.5.3. Relao com a radiao solar global

A evaporao um processo fsico dependente da energia disponvel no sistema. A

evapotranspirao mxima possvel aproximadamente igual ao saldo de radiao, exceto

em dias extremamente quentes e ventosos, devido ao efeito de adveco ou em dias quentes e

nublados com pouca radiao. Em dias com severo efeito advectivo, a evapotranspirao

pode exceder o saldo de radiao em cerca de 30%. Em regies mais midas onde no ocorre

deficincia hdrica, mais de 80% do saldo de radiao utilizado no processo de

evapotranspirao. O saldo de radiao fortemente correlacionado com a radiao global,

que um elemento meteorolgico de mais fcil obteno.

Desta forma, a relao da evapotranspirao mxima (ETm) com a radiao solar

global (Rs), possibilita a obteno de um coeficiente, que neste trabalho identificado como

Kc3, que pode ser utilizado para a estimativa do consumo de gua das culturas, da seguinte

forma:

Obteno do coeficiente ETm/Rs = Kc3

Estimativa da evapotranspirao mxima da cultura ETm = Kc3 . Rs

3.6. Desenvolvimento do dficit hdrico nas plantas

A gua no solo disponvel s plantas encontra-se entre a capacidade de campo (CC) e o

ponto de murcha permanente (PMP), sendo considerados tradicionalmente como os limites

mximo e mnimo de gua disponvel, respectivamente (BERGAMASCHI, 1992). A

capacidade de campo representa a mxima quantidade de gua que o solo consegue reter,

aps drenado o excesso por gravidade. O ponto de murcha permanente representa a

quantidade de gua no solo com a qual as plantas entram em estado de murcha e no

readquirem a turgidez, mesmo em atmosfera saturada, a menos que o solo seja reumidecido.

Os valores do potencial da gua no solo situam-se entre -0,01 MPa (CC) a -1,5 MPa (PMP).

Assim como no solo, na planta o potencial da gua se torna menor medida que vai

diminuindo o seu contedo. Em geral, o potencial da gua na planta menor que no solo. No

incio da manh, quando a planta est trgida, o potencial da ordem de -0,1 a -0,3 MPa. O

valor mnimo atingido em torno das 14 ou 15 horas e depende da magnitude da reduo do

contedo de gua da planta, que est em funo do fluxo transpiratrio e da quantidade que o

sistema radicular absorve do solo. Valores de -0,5 a -1,5 MPa para o potencial da gua na

planta so tpicos, em condies hdricas satisfatrias. Na condio de baixa disponibilidade

hdrica no solo e alta taxa de transpirao, o potencial da gua na planta pode atingir valores

de -2 a -4 MPa ou menos, dependendo da espcie e do ambiente (BERGAMASCHI, 1992).

O potencial da gua na atmosfera, assim como no solo e na planta, exprime a condio

energtica da gua. As variveis meteorolgicas que determinam o potencial da gua na

31

atmosfera so a temperatura e a umidade relativa do ar. Os valores deste potencial so bem

menores do que no solo e na planta, podendo algumas vezes atingir valores menores que -

100 MPa. A diferena de potencial entre a gua da folha e do ar est diretamente relacionada

aos elementos que determinam a demanda evaporativa da atmosfera. A demanda evaporativa

da atmosfera o fator que desencadeia o fluxo da gua no sistema solo-planta-atmosfera

e determina a quantidade de gua que as plantas necessitam absorver em funo das

caractersticas da cultura. A taxa de absoro de gua funo da taxa de transpirao, da

extenso e eficincia do sistema radicular e da disponibilidade de gua no solo. O movimento

da gua a partir do solo para a atmosfera, atravs da planta, um processo contnuo e

dinmico que se d ao longo de gradientes decrescentes de potencial da gua.

A transpirao reduz o nvel energtico da gua na planta, em um processo

essencialmente passivo. Com isto, o fluxo de gua do solo para as folhas proporcional

diferena entre os potenciais da gua na folha e no solo. A maior resistncia ao fluxo da gua

na fase lquida est na planta. A resistncia do solo ao fluxo de gua torna-se significante

apenas quando o contedo de gua no solo est prximo ao ponto de murcha permanente.

Resultados de pesquisa mostram que a resistncia do solo contribui pouco para a resistncia

total da fase lquida e que, para condies de solo mido, a resistncia total e a resistncia da

planta podem ser consideradas iguais. No entanto, com a secagem do solo, a resistncia total

torna-se consideravelmente maior que a resistncia da planta. Assim, o crescimento vegetal

controlado diretamente pelo dficit hdrico na planta e apenas indiretamente pelo dficit

hdrico no solo.

Como a gua se move no sistema solo-planta-atmosfera de um potencial maior para

um menor, quanto maior o gradiente de potencial, mais rapidamente ela se mover. O

gradiente folha-ar representa a maior queda de potencial, sendo bem maior do que todos os

outros gradientes somados. na passagem do vapor dgua para fora do mesfilo que se

estabelece a maior diferena de potencial e tambm uma resistncia maior do que aquela do

fluxo lquido ao longo do solo e da planta. Quando a gua evapora das clulas do mesfilo,

diminui o potencial da gua das clulas adjacentes interface lquido-ar, fazendo com que a

gua se mova nesta direo. Como conseqncia do movimento da gua atravs da planta, ao

longo de uma srie de resistncias, resultam gradientes de potencial, com maiores quedas

onde o fluxo e as resistncias so maiores. A reduo do potencial determina a sada da gua

dos tecidos adjacentes aos vasos condutores, tais como mesfilo, crtex e floema. Como

resultado destas perdas, a deficincia se desenvolve nos tecidos das folhas, caules e razes.

Desta forma, o dficit de gua ocorre como uma conseqncia inevitvel do fluxo da gua ao

longo da planta, e no somente quando a perda de gua por transpirao excede o suprimento

pelas razes, como muitas vezes tem sido afirmado. Sob condies de equilbrio dinmico,

quando a absoro e a transpirao de gua pela planta se eqivalem, deve existir uma

diferena de potencial entre as folhas e o solo para que ocorra o movimento da gua.

Geralmente, plantas submetidas transpirao intensa ficam sujeitas a um dficit de gua. A

extenso desta defasagem entre a transpirao e a absoro de gua limitada pela

capacidade de armazenamento de gua da planta, que para culturas anuais e forrageiras , em

geral, menor que 10% da transpirao diria, enquanto que para rvores pode representar

100%.

32

Em condies de adequada disponibilidade hdrica e alta demanda evaporativa da

atmosfera a taxa de transpirao elevada. No momento em que a planta no consegue

absorver gua suficiente para repor as perdas por transpirao, ou seja, quando ocorre um

desequilbrio entre transpirao e absoro, o potencial da gua na planta comea a diminuir,

iniciando o dficit hdrico, podendo ou no conduzir a um estresse hdrico, dependendo da

intensidade do dficit. Portanto, o dficit hdrico na planta ocorre como um fenmeno quase

dirio, sendo observado mesmo em condies de alta disponibilidade de gua no solo.

Durante o dia a planta perde mais gua do que consegue absorver, aumentando o dficit

at aproximadamente o meio da tarde. Aps, com a diminuio da demanda evaporativa, a

planta comea a absorver maior quantidade de gua do que a perdida por transpirao,

iniciando a recuperao do dficit, ocorrendo um equilbrio dos potenciais durante a noite. Se

no houver reposio de gua no solo atravs da precipitao pluvial ou irrigao, chegar o

momento em que o processo se tornar irreversvel. A durao deste perodo depende da

demanda evaporativa da atmosfera, da capacidade de armazenamento de gua no solo, das

caractersticas da cultura e do estdio de desenvolvimento da planta.

3.7. Efeitos do dficit hdrico

A reduo no rendimento das culturas, ocasionada por deficincia hdrica ou o

aumento de rendimento proporcionado pela suplementao de gua atravs da irrigao, so

questes de natureza prtica que despertam a ateno de pesquisadores, extensionistas e

produtores rurais.

As exigncias hdricas das culturas e a sensibilidade ao dficit hdrico variam ao longo

do ciclo. A quantidade de gua que uma cultura consome durante seu ciclo, sem restries

hdricas no solo, depende, basicamente, das condies que determinam a demanda

evaporativa da atmosfera e das caractersticas da cultura. Os principais fatores da planta que

influem na evapotranspirao de comunidades vegetais so: espcie vegetal, reflexo de luz

pelas plantas, espaamento e orientao das filas, estatura de planta, profundidade e extenso

do sistema radicular, estdio de desenvolvimento e ndice de rea foliar. Para culturas

anuais, a evapotranspirao proporcional rea foliar antes que ocorra o auto-

sombreamento das folhas. Em culturas anuais podem ocorrer grandes variaes na taxa de

evapotranspirao, dependendo do estdio de desenvolvimento em que se encontram as

plantas.

MATZENAUER (1980) relata resultados em que a evapotranspirao de uma cultura

de milho irrigado foi menor no incio do desenvolvimento das plantas, com um gradual

aumento durante o perodo vegetativo, atingindo valores mximos durante a florao e incio

de enchimento de gros, decrescendo, aps, at a maturao fisiolgica. O subperodo da

cultura do milho em que o consumo de gua mximo do pendoamento ao

espigamento.

No Rio Grande do Sul, comum ocorrer perodos de deficincia hdrica,

principalmente durante os meses de vero, coincidindo, muitas vezes, com os perodos

crticos das culturas. importante conhecer os efeitos da deficincia hdrica sobre as

culturas, para que se possa minimizar os danos causados pela falta de gua. Os efeitos do

33

dficit hdrico sobre o rendimento de interesse econmico de uma cultura vo depender da

intensidade do dficit, da durao, da poca de ocorrncia do mesmo e da interao com

outros fatores determinantes da expresso do rendimento final (CUNHA e

BERGAMASCHI, 1992). O decrscimo no rendimento de gros est relacionado ao estdio

de desenvolvimento em que ocorre o dficit hdrico.

O conhecimento dos perodos crticos durante o ciclo de desenvolvimento das

culturas, ou seja, os perodos de mxima sensibilidade ao fator gua, bem como das respostas

das plantas disponibilidade hdrica no solo, possibilita a adoo de prticas de manejo que

visam otimizao do uso da gua na agricultura. Portanto, a irrigao deve ser feita

prioritariamente durante o perodo crtico das culturas, quando haver maior eficincia da

suplementao hdrica. Na Tabela 2 so apresentados os perodos crticos com relao

disponibilidade de gua no solo para algumas culturas.

Tabela 2. Perodos crticos com relao disponibilidade hdrica no solo para algumas culturas.

Cultura Perodos crticos

Arroz Todo o ciclo, principalmente espigamento e florao

Batatinha Aps incio de formao de tubrculos e florescimento

Ervilha Florao e enchimento de legumes

Feijes Florao e surgimento de legumes > antes da florao Girassol Florao > enchimento de gros e germinao Milho Pendoamento, emisso de estigmas e polinizao > logo antes

do pendoamento > enchimento de gros Soja Florao, incio de formao de legumes e germinao

Sorgo Florao, incio de enchimento de gros e germinao

Trigo Florao > enchimento de gros Videira Antes e durante a florao

Adaptado de DOORENBOS e KASSAN (1979)

Os efeitos do dficit hdrico em diferentes estdios de desenvolvimento sobre o

crescimento e rendimento das culturas, geralmente, tem sido estudados empiricamente.

Diversos estudos relatam que, embora no tenha sido observada uma resposta diferencial

gua nos vrios estdios de crescimento em todas as plantas, existem considerveis

evidncias de que a maioria das plantas de hbito determinado so especialmente sensveis

ao dficit hdrico a partir da iniciao floral, na florao e durante o desenvolvimento de

frutos e gros. Os mesmos trabalhos tambm indicam que cada rgo e cada processo

fisiolgico da planta pode responder diferentemente ao aumento do dficit hdrico.

MATZENAUER et al. (1986) verificaram uma reduo de 51% no rendimento de

gros quando ocorreu deficincia hdrica durante o perodo reprodutivo do milho. Os autores

estudaram o efeito da irrigao em diferentes perodos sobre o rendimento de gros da

cultura, na Depresso Central do Rio Grande do Sul, e concluram que o perodo em que a

irrigao apresenta maior efeito sobre o rendimento de gros, o reprodutivo. Dentro do

perodo reprodutivo, o subperodo pendoamento-espigamento o que apresenta maior

sensibilidade ao dficit hdrico, seguido do incio de enchimento de gros. BERGONCI et al.

(2001) confirmaram este subperodo como o mais sensvel para dficit hdrico, quando a

34

eficincia da irrigao para rendimento de gros mais elevada. Neste trabalho, lminas de

irrigao entre 80 e 85% em relao quela necessria para elevar a umidade do solo

capacidade de campo, aplicadas no perodo crtico da cultura, proporcionaram a maior

eficincia da irrigao para rendimento de gros.

O dficit hdrico afeta praticamente todos os aspectos relacionados ao

desenvolvimento das plantas, reduzindo a rea foliar, diminuindo a fotossntese e afetando

vrios outros processos, alm de alterar o ambiente fsico das culturas, por modificar o

balano de energia do sistema (BERGAMASCHI, 1992). Os efeitos causados pelo dficit

hdrico so devidos s modificaes na anatomia, morfologia, fisiologia e bioqumica das

plantas. Com a reduo na taxa de evapotranspirao, parte da energia, que seria consumida

neste processo, utilizada em outros processos como o aquecimento do solo, aquecimento do

ar e do sistema como um todo, aumentando a temperatura e diminuindo a umidade relativa

do ar. Assim, em uma cultura submetida a um dficit hdrico, haver uma maior demanda

evaporativa do ar junto s plantas, conduzindo as mesmas a um estresse mais rapidamente.

FONTANA (1987) determinou o balano de radiao e o balano de energia para a cultura

da soja com e sem irrigao. Concluiu que ocorreram diferenas na utilizao do saldo de

radiao nas parcelas irrigada e no irrigada, causadas, principalmente, pelo efeito do

potencial da gua no solo, demanda evaporativa da atmosfera e cobertura do solo. Na parcela

no irrigada foram observados maior dficit de saturao do vapor dgua, maior temperatura do ar e menor umidade relativa do ar em relao parcela irrigada, determinando diferenas

de demanda evaporativa da atmosfera entre as parcelas. Nas parcelas irrigadas, 95% do saldo

de radiao foi utilizado como fluxo de calor latente de evaporao, enquanto que nas

parcelas no irrigadas a utilizao do saldo de radiao no fluxo de calor latente de

evaporao diminuiu para 78%.

O aumento na resistncia da folha difuso de vapor, resulta na elevao da sua

temperatura, j que o fluxo de calor latente reduzido e o calor sensvel aumenta. Diversos

trabalhos tm demonstrado que culturas submetidas a dficit hdrico apresentam temperatura

da folha superior do ar, e que a diferena entre elas pode ser utilizada para indicar o estado

de estresse hdrico das plantas, podendo ser relacionada com o rendimento. BERGONCI et

al. (1999) observaram diferenas de temperatura dossel-ar de at 6oC entre parcelas de milho

irrigado e no irrigado, considerando este parmetro, medido entre as 10 e 14h, como um

indicador confivel de dficit hdrico.

Uma das conseqncias mais importantes da sensibilidade do alongamento celular ao

dficit hdrico a reduo da rea foliar. A reduo na rea foliar causa decrscimo da taxa

de crescimento da planta, especialmente durante os estdios iniciais de crescimento e, como

conseqncia, uma menor intercepo da radiao solar. FRANA et al. (1999) observaram

que o dficit hdrico afetou negativamente o ndice de rea foliar e o acmulo de matria seca

nas plantas de milho. Como a eficincia de intercepo de radiao depende do ndice de

rea foliar, em perodos de estiagens a captura da radiao solar incidente reduzida pela

reduo da rea foliar e pela murcha de folhas de milho. Este efeito do dficit hdrico sobre a

rea foliar de carter permanente e, no caso das culturas de hbito de crescimento

determinado, no h possibilidade de compensao via um aumento do nmero de folhas.

35

3.8. Relao entre rendimento de gros e dficit hdrico

Os primeiros trabalhos, relacionando a produo de matria seca com a quantidade de

gua transpirada, foram realizados no incio do sculo. Foi observada uma relao linear

entre as duas variveis para diversas culturas, utilizando diferentes cultivares. A estreita

correlao entre produo de matria seca e transpirao pode ser explicada pelo fato de que

o saldo de radiao, que determina em grande parte o nvel de transpirao, e a radiao

solar, que determina a fotossntese, so linearmente relacionadas. Por sua vez, sabe-se que os

processos da fotossntese e da transpirao esto fortemente correlacionados. O processo da

fotossntese afetado com o aumento do dficit hdrico devido ao fechamento dos estmatos

e reduo da rea foliar. O fechamento dos estmatos limita o fluxo de CO2 para o

interior da folha, ao mesmo tempo em que restringe o fluxo de gua da folha para a

atmosfera, diminuindo a taxa de transpirao.

BERGAMASCHI (1989) e BERLATO (1992) mostraram que os baixos rendimentos

mdios da cultura da soja, no Rio Grande do Sul, como nas demais regies produtoras do

Brasil, esto relacionados a anos em que ocorreram deficincias hdricas durante o ciclo da

cultura. No Rio Grande do Sul, em anos considerados muito secos (1978/79, 1985/86,

1987/88 e 1990/91), os rendimentos mdios estiveram abaixo de uma tonelada por hectare.

Em um levantamento realizado para a cultura do milho, tambm ficou demonstrada a

dependncia do rendimento de gros ao regime hdrico durante o perodo de

desenvolvimento desta cultura. Durante o ano agrcola 1990/91 (ano muito seco) o

rendimento mdio no Estado foi de 1.100 kg.ha-1

, enquanto que no ano seguinte (1991/92),

com maior quantidade e melhor distribuio de chuvas, o rendimento mdio atingiu 2.700

kg.ha-1

. Esta anlise, embora superficial, no sentido de que considera apenas o fator hdrico e

numa escala espacial ampla, mostra a importncia da precipitao pluvial na determinao do

rendimento das culturas de primavera-vero do estado, principalmente milho e soja. Neste

sentido, alguns pesquisadores estudaram a relao entre o rendimento de gros e a

disponibilidade hdrica utilizando variveis originais ou derivadas.

STEWART e HAGAM (1973) encontraram uma relao linear entre o rendimento de

gros de milho e a evapotranspirao real, com um coeficiente de determinao de 0,98.

Para a cultura da soja, STEGMAN (1989) obteve coeficientes de determinao prximos de

0,95 no ajustamento de regresso linear entre o rendimento de gros e a evapotranspirao

real ocorrida durante o ciclo da cultura.

MATZENAUER e FONTANA (1987) estudaram a relao entre o rendimento de

gros de milho e a altura de chuva em diferentes perodos da cultura, para as condies da

Depresso Central do Rio Grande do Sul, atravs da anlise de regresso. Os perodos em

que as variveis apresentaram melhor ajuste foram do incio do pendoamento a 30 dias aps

e de uma semana antes do incio do pendoamento a uma semana aps o final do

espigamento, com coeficientes de determinao de 0,785 e 0,763, respectivamente. A

associao entre as variveis tambm foi muito significativa nos perodos de 30 dias aps a

emergncia ao incio do pendoamento, incio do pendoamento maturao fisiolgica e no

ciclo completo (emergncia maturao fisiolgica). Os autores concluram que a chuva

um elemento que exerce grande influncia no rendimento de gros da cultura do milho,

36

principalmente durante a florao e enchimento de gros. AGUINSKY (1991) fez uma ampla

anlise da relao entre o rendimento de gros de milho e a precipitao efetiva, para

diversas localidades do Rio Grande do Sul, concluindo que o rendimento do milho

linearmente dependente do volume de gua disponvel e que a distribuio da precipitao

mais importante do que o total.

MEDEIROS et al. (1991) relacionaram o rendimento relativo de gros de milho

durante vrios anos, com o ndice ETr/ETm (evapotranspirao real sobre evapotranspirao

mxima), durante sete subperodos e no ciclo da cultura, para as condies da Depresso

Central do Rio Grande do Sul. O subperodo em que as variveis melhor se ajustaram foi de

10 dias antes do incio do pendoamento a 10 dias aps o final do espigamento, englobando a

floraco e o incio de enchimento de gros. Para este mesmo subperodo, BERGONCI et al.

(2001) obtiveram uma resposta quadrtica entre o rendimento de gros de milho e a lmina

de gua aplicada por irrigao. Com doses de rega prximas a 80% daquela necessria para

elevar a umidade do solo capacidade de campo, os rendimentos tenderam a nivelar-se junto

aos valores mximos, com os maiores nveis de eficincia da gua aplicada.

BERLATO et al. (1992) relacionaram o rendimento de gros da soja com variveis

meteorolgicas originais e derivadas. A precipitao esteve fortemente correlacionada com o

rendimento de gros durante o perodo reprodutivo. A correlao mais alta encontrada foi

entre o rendimento de gros e o ndice ETr/ETo (evapotranspirao real sobre

evapotranspirao de referncia calculada pelo mtodo de Penman) durante o perodo

reprodutivo. Neste perodo, o consumo relativo de gua explicou cerca de 89% da variao

do rendimento de gros para o grupo de maturao precoce, 86% da variao do rendimento

de gros para o grupo de maturao mdio e 85% para o grupo de maturao tardio.

Em um trabalho realizado com a cultura do milho em quatro locais do estado,

MATZENAUER et al. (1995a) encontraram alta associao entre o rendimento de gros e a

evapotranspirao relativa (evapotranspirao real/evapotranspirao mxima ETr/ETm), estabelecendo modelos de previso do rendimento da cultura a partir do ndice utilizado. No

teste de validao dos modelos, os coeficientes de determinao obtidos foram prximos de

0,90, indicando a elevada dependncia da cultura disponibilidade hdrica no solo.

HILLEL e GURON (1973) encontraram uma relao linear entre o rendimento de

gros de milho e a evapotranspirao total. Observaram, no entanto, que a funo no

comeava na origem, ou seja, mesmo com um determinado valor de evapotranspirao o

rendimento foi igual a zero. Este valor de evapotranspirao, segundo os autores, pode ser

devido evaporao do solo. Outros pesquisadores tambm citam valores negativos para o

intercepto da funo linear entre rendimento de gros e evapotranspirao real, sendo que o

valor de evapotranspirao observado, quando o rendimento nulo, uma boa aproximao

da quantidade de gua evaporada pelo solo.

37

4. Cultura do Milho

A cultura do milho ocupa aproximadamente 28% do total das reas com cultivos de

gros no Estado do Rio Grande do Sul (IBGE, 2000/01). Est presente em cerca de 310.000

propriedades rurais. Na safra agrcola de 2000/01 ocupou uma rea cultivada de 1,662

milhes de hectares tendo alcanado uma produo de 6,016 milhes de toneladas, com um

rendimento mdio de 3.619 kg.ha-1

, tendo sido tanto a produo como o rendimento mdio,

recordes histricos. No Rio Grande do Sul a segunda cultura em rea semeada e em

quantidade produzida.

O milho participa com cerca de 33% da produo gacha de gros, considerando

cereais, leguminosas e oleaginosas, contribuindo para a economia estadual sob a forma de

produto consumido in natura, em raes para aves, sunos e bovinos e como matria prima nas indstrias de transformao, de moagem mida ou a seco, que possibilitam obter

centenas de produtos derivados. O milho cultivado em todas as microrregies geogrficas

do estado, sendo as de maior expresso a de Erechim, com 635.543 t, de Passo Fundo com

607.923 t, de Frederico Westphalen com 420.505 t, de Sananduva com 352.446 t e de

Carazinho, Cruz Alta e Guapor, com mais de 300.000 t cada (BISOTTO, 2001). A grande

capacidade de adaptao, aliada sua utilidade, faz com que seja a cultura mais disseminada

no estado.

Apesar do rendimento mdio de gros da ltima safra ter sido recorde, o estado ocupou

a 7 posio entre os estados produtores, o que significa que muito ainda deve ser feito em

termos de gerao, transferncia e adoo de novas tecnologias. No entanto, deve-se destacar

que em alguns municpios, os rendimentos mdios obtidos na safra 2000/01 estiveram bem

acima da mdia do estado, apontando para a possibilidade de expanso da produo de gros

dessa cultura. Alguns municpios colheram em mdia, mais de 5 t de gros por hectare, com

o caso de Sananduva com 6 t.ha-1

, Cruz Alta com 5,7 t.ha-1

, Muitos Capes com 5,5 t.ha-1

e

So Jos do Ouro com 5,4 t.ha-1

.

4.1. Evapotranspirao mxima

Este captulo apresenta, inicialmente, uma anlise da evapotranspirao mxima

(ETm) da cultura do milho, de uma srie de 16 experimentos conduzidos nos perodos

agrcolas de 1976/77 a 1988/89. As determinaes foram feitas para trs pocas de

semeadura, sendo: semeadura de setembro, durante o perodo 1982/83 - 1988/89 (seis

experimentos); semeadura de outubro, durante o perodo 1976/77 - 1981/82 (seis

experimentos); e semeadura de novembro, durante o perodo 1983/84 - 1987/88 (quatro

experimentos). Foi utilizada uma populao mdia de 50 mil plantas por hectare.

Os experimentos foram conduzidos na Estao Experimental de Taquari (Fundao

Estadual de Pesquisa Agropecuria/Secretaria da Cincia e Tecnologia), localizada na regio

climtica da Depresso Central do Rio Grande do Sul, municpio de Taquari, a 76m de

altitude, 29o 48 de latitude sul e 51o 49 de longitude oeste.

A ETm foi determinada nos seguintes subperodos: da semeadura emergncia (S-

E); da emergncia at 30 dias aps (E-30d); dos 30dias aps a emergncia at 50% do

consumo de água e disponibilidade hídrica para milho e soja no rs

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