DETERMINAÇÃO DO BALANÇO HÍDRICO PARA CONTROLE DE IRRIGAÇÃO

NA CULTURA DO ARROZ (Oriza sativa L.)

LUCIANA LINS OLIVEIRA E RAIMUNDO NONATO VIANA SANTOS

Departamento de Engenharia Agrícola, UEMA, São Luís/ MA

RESUMO - Com este trabalho objetivou-se determinar o balanço hídrico para controle de irrigação da cultura do arroz ( Oriza sativa L.) . Foram utilizados três CAD’S (capacidade de água disponível), sendo que dois dos valores já estavam pré definidos (50 e 70 mm), apenas um foi calculado dispondo de valores também pré estabelecidos (27,3 mm).O arroz possui um ciclo de 120 dias. Fisiologicamente ele demanda quantidades de água diferentes de acordo com cada fase de desenvolvimento. Levando em consideração valores de Evapotranspiração de referência (ETP) e até mesmo da própria cultura (ETC), assim como outros valores tais como: coeficiente da cultura (kc), precipitação (P), pôde-se determinar períodos em que será necessário lançar mão da irrigação.A quantidade de água precipitada e também a evaporada pela cultura ao longo do seu ciclo nos deu balanços diferentes de acordo com cada CAD. Percebeu-se que os de menor valor exigiram irrigação mais vezes que o de maior valor, no entanto em quantidades menores. Menor o valor do CAD, maior a freqüência de irrigação ao longo do ciclo e menor a quantidade de água adicionada por vez à cultura.

PALAVRAS CHAVE: CAD, Balanço hídrico, irrigação

INTRODUÇÃO

A adoção de técnicas racionais de manejo conservacionista do solo e da água é de fundamental importância para a sustentabilidade, seja ambiental econômica e social de tal forma que se possa, manter ao longo do tempo esses recursos com quantidade e qualidade suficientes para a manutenção de níveis satisfatórios de produtividade (WUTKE et al., 2000).

O conhecimento da quantidade de água requerida pelas culturas constitui-se em aspecto importante na agricultura irrigada como forma de planejar um manejo correto da irrigação. Segundo Hernandez (1994), existem várias metodologias e critérios para estabelecer programas de irrigação, que vão desde simples turnos de rega a completos esquemas de integração do sistema solo-água-planta-atmosfera. Entretanto, reconhece-se que, ao agricultor, devem ser fornecidas técnicas simples, mas com precisão suficiente para possibilitarem, no campo, a determinação criteriosa do momento e da quantidade de água a

ser aplicada, considerando que o mesmo não dispõe de recursos para implantar um sistema de irrigação mais sofisticado em sua área.

O planejamento hídrico é a base para se dimensionar qualquer forma de manejo integrado dos recursos hídricos, assim, o balanço hídrico permite uma primeira avaliação, na escala macro, da disponibilidade hídrica no solo ao longo do tempo. Possibilita também classificar o clima de uma região, realizar o zoneamento agroclimático e ambiental, o período de disponibilidade e necessidade hídrica no solo, além de favorecer ao planejamento integrado dos recursos hídricos (LIMA e SANTOS, 2009).

O balanço hídrico para controle de irrigação é uma adaptação do balanço climatológico visando facilitar com condições de campo, sem necessidade de recursos computacionais, medindo-se apenas a temperatura do ar e a precipitação local. Antes de iniciar um projeto de irrigação é preciso definir e conhecer bem a fenologia (fases de desenvolvimento e crescimento) da cultura a ser irrigada (AMORIM et al., 2002).

O objetivo deste trabalho foi estabelecer um balanço hídrico para controle de irrigação na cultura do arroz (Oriza sativa L.) utilizando três CAD’s de 27,3 mm, 50 mm e 70 mm.

MATERIAL E MÉTODOS

A realização do balanço hídrico foi feito a partir de dados previamente estabelecidos, tais como Capacidade de campo = 32%, Ponto de Murcha permanente = 25%, Massa específica do solo= 1,3 g/ cm3, profundidade do sistema radicular = 30 cm, além de informações meteorológicas e características do tanque Classe A como: velocidade do vento = 3,5, umidade relativa do ar média = 75%, bordadura do tanque = 10 m, sendo que ele estava coberto com grama.

Dois CAD’S foram sugeridos (50 e 70 mm), apenas um foi estabelecido com a utilização da seguinte fórmula:

Levou-se em consideração o ciclo da cultura e a data em que a mesma foi cultivada. Valores de Evaporação no tanque, evapotranspiração potencial e a da própria cultura, assim como o seu coeficiente (kc) e a precipitação teve variações ao longo de todo o ciclo. Esse fato propiciou a necessidade de irrigação em alguns períodos.

A tabela foi preenchida através do programa Microsoft Offic Excel, dispondo de informações adquiridas previamente.

Abaixo segue outras fórmulas utilizadas na realização do balanço hídrico e as fases de desenvolvimento da cultura.

Onde: CC = Capacidade de campo;

PM = Ponto de Murcha;

dg = Massa específica;

Z = Profundidade do sistema radicular.

ETP = ETo ETC = ETP x KcETo = Kp x (EVAP-TCA)

AFD = CAD x p

I = AFD – AFDf do periodo anterior AFD f = AFDi + (I +P – Etc)

Em que: EVAP-TCA: Evapotranspiração em mm no Tanque Classe A ;ETP: Evapotranspiração Potencial em mm;Kc: Coeficiente de cultivo admensional;ETC: Evapotranspiração Potencial da cultura em mm;P: Precipitação em mm; p: fração de água disponível em função do tipo de cultura e a demanda hídrica

máxima da cultura. Para o arroz foi 0,5.AFDi: Água facilmente disponível inicial em mm;AFDf: Água facilmente disponível final em mm;I: irrigação em mm.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foram determinados valores de Evapotranspiração potencial (de referência) e Evapotranspiração da cultura, além de valores tais como: a água facilmente disponível para a cultura (AFD) e a necessidade de irrigação de acordo com valores pré definidos.

Com a utilização de CAD’S diferentes pôde–se obter obviamente resultados distintos, nos quais seguem-se nas tabelas 1, 2 e 3.

Período (dia/mês) EVAP-TCA

ETP Kc ETc P I+P-ETc AFDi AFDf I

  (mm) (mm)   (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

1-5 de outubro 12 9 0,4 3,6 1,1 -2,5 13,65 13,65 0

6-10 de outubro 12 9 0,4 3,6 8 4,4 13,65 13,65 0

11-15 de outubro 12 9 0,45 4,05 13 8,95 13,65 13,65 0

16-20 de outubro 12 9 0,45 4,05 18 13,95 13,65 13,65 0

21-25 de outubro 12 9 0,5 4,5 0 -4,5 13,65 9,15 0

26-31 de outubro 12 9 0,5 4,5 0 -4,5 9,15 4,65 0

1-5 de novembro 10,5 7,875 0,6 4,725 0 4,275 4,65 8,925 9

6-10 de novembro 10,5 7,875 0,6 4,725 0 -4,725 8,925 4,2 0

11-15 de novembro 10,5 7,875 0,85 6,69375 0 2,75625 4,2 6,95625 9,45

16-20 de novembro 10,5 7,875 0,85 6,69375 0 0 6,95625 6,95625 6,69375

21-25 de novembro 10,5 7,875 1 7,875 2,6 -5,275 6,95625 1,68125 0

26-31 de novembro 10,5 7,875 1 7,875 31,1 23,225 1,68125 13,65 0

1-5 de dezembro 11,6 8,7 1,1 9,57 42,8 33,23 13,65 13,65 0

6-10 de dezembro 11,6 8,7 1,1 9,57 67 57,43 13,65 13,65 0

11-15 de dezembro 11,6 8,7 1,25 10,875 7,5 -3,375 13,65 10,275 0

16-20 de dezembro 11,6 8,7 1,25 10,875 7,2 -3,675 10,275 6,6 0

21-25 de dezembro 11,6 8,7 0,9 7,83 4,9 -2,93 6,6 3,67 0

26-31 de dezembro 11,6 8,7 0,9 7,83 0 2,15 3,67 5,82 9,98

1-5 de janeiro 14,1 10,575 0,8 8,46 3 -5,46 5,82 0,36 0

6-10 de janeiro 14,1 10,575 0,8 8,46 0 4,83 0,36 5,19 13,29

11-15 de janeiro 14,1 10,575 0,7 7,4025 0 1,0575 5,19 6,2475 8,46

16-20 de janeiro 14,1 10,575 0,7 7,4025 0 0 6,2475 6,2475 7,4025

21-25 de janeiro 14,1 10,575 0,6 6,345 36 29,655 6,2475 13,65 0

26-31 de janeiro 14,1 10,575 0,6 6,345 0 -6,345 13,65 7,305 0

1-5 de fevereiro 8,9 6,675 0,6 4,005 0 -4,005 7,305 3,3 0

6-10 de fevereiro 8,9 6,675 0,6 4,005 0 6,345 3,3 9,645 10,35

Tabela 1: Dados para realização do balanço hídrico para controle de irrigação. CAD 27,3 mm

Tabela 2: Dados para realização do balanço hídrico para controle de irrigação. CAD 50 mm

Período (dia/mês) EVAP-TCA

ETP Kc ETc P I+P-ETc AFDi AFDf I

  (mm) (mm)   (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

1-5 de outubro 12 9 0,4 3,6 1,1 -2,5 25 25 0

6-10 de outubro 12 9 0,4 3,6 8 4,4 25 25 0

11-15 de outubro 12 9 0,45 4,05 13 8,95 25 25 0

16-20 de outubro 12 9 0,45 4,05 18 13,95 25 25 0

21-25 de outubro 12 9 0,5 4,5 0 -4,5 25 20,5 0

26-31 de outubro 12 9 0,5 4,5 0 -4,5 20,5 16 0

1-5 de novembro 10,5 7,875 0,6 4,725 0 -4,725 16 11,275 0

6-10 de novembro 10,5 7,875 0,6 4,725 0 -4,725 11,275 6,55 0

11-15 de novembro 10,5 7,875 0,85 6,69375 0 11,75625 6,55 18,30625 18,45

16-20 de novembro 10,5 7,875 0,85 6,69375 0 -6,69375 18,30625 11,6125 0

21-25 de novembro 10,5 7,875 1 7,875 2,6 -5,275 11,6125 6,3375 0

26-31 de novembro 10,5 7,875 1 7,875 31,1 23,225 6,3375 25 0

1-5 de dezembro 11,6 8,7 1,1 9,57 42,8 33,23 25 25 0

6-10 de dezembro 11,6 8,7 1,1 9,57 67 57,43 25 25 0

11-15 de dezembro 11,6 8,7 1,25 10,875 7,5 -3,375 25 21,625 0

16-20 de dezembro 11,6 8,7 1,25 10,875 7,2 -3,675 21,625 17,95 0

21-25 de dezembro 11,6 8,7 0,9 7,83 4,9 -2,93 17,95 15,02 0

26-31 de dezembro 11,6 8,7 0,9 7,83 0 -7,83 15,02 7,19 0

1-5 de janeiro 14,1 10,575 0,8 8,46 3 -5,46 7,19 1,73 0

6-10 de janeiro 14,1 10,575 0,8 8,46 0 14,81 1,73 16,54 23,27

11-15 de janeiro 14,1 10,575 0,7 7,4025 0 -7,4025 16,54 9,1375 0

16-20 de janeiro 14,1 10,575 0,7 7,4025 0 -7,4025 9,1375 1,735 0

21-25 de janeiro 14,1 10,575 0,6 6,345 36 52,92 1,735 25 23,265

26-31 de janeiro 14,1 10,575 0,6 6,345 0 -6,345 25 18,655 0

1-5 de fevereiro 8,9 6,675 0,6 4,005 0 -4,005 18,655 14,65 0

6-10 de fevereiro 8,9 6,675 0,6 4,005 0 -4,005 14,65 10,645 0

Tabela 3: Dados para realização do balanço hídrico para controle de irrigação. CAD 70 mm

Período (dia/mês) EVAP-TCA

ETP Kc ETc P I+P-ETc AFDi AFDf I

  (mm) (mm)   (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

1-5 de outubro 12 9 0,4 3,6 1,1 -2,5 35 35 0

6-10 de outubro 12 9 0,4 3,6 8 4,4 35 35 0

11-15 de outubro 12 9 0,45 4,05 13 8,95 35 35 0

16-20 de outubro 12 9 0,45 4,05 18 13,95 35 35 0

21-25 de outubro 12 9 0,5 4,5 0 -4,5 35 30,5 0

26-31 de outubro 12 9 0,5 4,5 0 -4,5 30,5 26 0

1-5 de novembro 10,5 7,875 0,6 4,725 0 -4,725 26 21,275 0

6-10 de novembro 10,5 7,875 0,6 4,725 0 -4,725 21,275 16,55 0

11-15 de novembro 10,5 7,875 0,85 6,69375 0 -6,69375 16,55 9,85625 0

16-20 de novembro 10,5 7,875 0,85 6,69375 0 -6,69375 9,85625 3,1625 0

21-25 de novembro 10,5 7,875 1 7,875 2,6 26,5625 3,1625 29,725 31,8375

26-31 de novembro 10,5 7,875 1 7,875 31,1 23,225 29,725 35 0

1-5 de dezembro 11,6 8,7 1,1 9,57 42,8 33,23 35 35 0

6-10 de dezembro 11,6 8,7 1,1 9,57 67 57,43 35 35 0

11-15 de dezembro 11,6 8,7 1,25 10,875 7,5 -3,375 35 31,625 0

16-20 de dezembro 11,6 8,7 1,25 10,875 7,2 -3,675 31,625 27,95 0

21-25 de dezembro 11,6 8,7 0,9 7,83 4,9 -2,93 27,95 25,02 0

26-31 de dezembro 11,6 8,7 0,9 7,83 0 -7,83 25,02 17,19 0

1-5 de janeiro 14,1 10,575 0,8 8,46 3 -5,46 17,19 11,73 0

6-10 de janeiro 14,1 10,575 0,8 8,46 0 -8,46 11,73 3,27 0

11-15 de janeiro 14,1 10,575 0,7 7,4025 0 24,3275 3,27 27,5975 31,73

16-20 de janeiro 14,1 10,575 0,7 7,4025 0 -7,4025 27,5975 20,195 0

21-25 de janeiro 14,1 10,575 0,6 6,345 36 29,655 20,195 35 0

26-31 de janeiro 14,1 10,575 0,6 6,345 0 -6,345 35 28,655 0

1-5 de fevereiro 8,9 6,675 0,6 4,005 0 -4,005 28,655 24,65 0

6-10 de fevereiro 8,9 6,675 0,6 4,005 0 -4,005 24,65 20,645 0

Comparando os valores obtidos, utilizando o valor do CAD 27,3 mm, observou-se que durante o período de germinação e emergência não houve necessidade de irrigação da cultura; já na segunda fase de crescimento e desenvolvimento vegetativo a cultura necessitou ser irrigada com duas lâminas de água de 9,45 e 6,69 mm seguidas, pois nessa época não houve precipitação durante um período de 9 dias como mostra a tabela 1. Na fase de floração e enchimento dos grãos não houve necessidade de irrigação, pois no período a cultura recebeu uma boa contribuição da chuva. A fase de maturação necessitou de mais água, porém como a cultura já se encontrava no final de seu ciclo não houve necessidade de fazer irrigações.

Utilizando o CAD de 50 mm, na primeira fase da cultura não houve necessidade de irrigação como também ocorreu no CAD de 27,3 mm. Na fase 2 foi realizada irrigação aproximadamente na metade da fase da cultura com uma lâmina de 18,45 mm, essa reposição foi suficiente para atender os dias em que a precipitação foi nula. Na fase 3 a cultura não necessitou ser irrigada, porque recebeu uma boa contribuição de chuva durante a floração e enchimento dos grãos. Na fase 4 a cultura requereu irrigação no início e no final da fase de maturação, no entanto não há necessidade de fazer irrigação nessa fase.

No CAD de 70 mm assim como nos de 27,3 e 50 mm não houve necessidade de irrigação. Na fase 2 de desenvolvimento e crescimento vegetativo a cultura apenas requereu água no final, fato que pode ser explicado, porque no período o Kc foi de 1, exigindo muita água e a ETc foi a maior para esta fase, embora ocorresse algum saldo de precipitação na ocasião. Na fase 3 a cultura não necessitou ser irrigada mesmo com Kc e ETc elevados, valendo ressaltar que as precipitações foram suficientes para atender as demandas da cultura. Na fase 4 a cultura requereu água apenas uma vez, no entanto para final de ciclo não há necessidade de suprir água, tendo em vista que agora ela deverá ser retirada para que os grãos possam secar e atingir seu ponto de maturação correto.

Através do gráfico que segue abaixo é possível visualizar a freqüência de irrigação em cada CAD e relacionar com o crescimento e desenvolvimento da cultura.

Os CAD’S de menor valor (27,3 e 50 mm) exigiram irrigação mais vezes que o de maior valor (70 mm), no entanto em quantidades menores. Menor o valor do CAD, maior a freqüência de irrigação ao longo do ciclo e menor a quantidade de água adicionada por vez à cultura.

REFERÊNCIAS

HERNANDEZ, F.B.T. Manejo da irrigação por pivô central na cultura do milho. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 24., 1994, Viçosa - MG. Anais... Viçosa - MG: Sociedade Brasileira de Engenharia Agrícola, 1994. 13 p. (Artigo 286)

LIMA, F.B.; SANTOS, G.O. Balanço hídrico-espacial da cultura para o uso e ocupação atual da bacia hidrográfica do Ribeirão Santa Rita, Noroeste do Estado de São Paulo. 2009.89 f. Monografia. Fundação Educacional de Fernandópolis, Fernandópolis - SP, 2009.

WUTKE, E.B.; ARRUDA, F.B.; FANCELLI, A.L.; PEREIRA, J.C.V.N.A.; SAKAI, E.; FUJIWARA, M.; AMBROSANO, G.M.B. Propriedades do solo e sistema radicular do feijoeiro irrigado em rotação de culturas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.24, n.3, p.621-33, 2000.

AMORIM, R.C.F.; RICIERI, R. P.; AMORIM, R. F.C. Balanço Hídrico Climatológico para Cascavel/PR. XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 2002.