manejo da irrigação na cultura do pessegueiro · 2012-03-15 · manual técnico pelotas – rs...

Manejo da Irrigação na

Cultura do Pessegueiro

Manual Técnico

Luís Carlos Timm

Vitor Emanuel Quevedo Tavares

Carlos Reisser Junior

Marco Moro Editores

Manejo da Irrigação na

Cultura do Pessegueiro

Manual Técnico

Pelotas – RS – Brasil

Universidade Federal de Pelotas

2007

Obra publicada pela Universidade Federal de Pelotas Reitor: Prof. Dr. Antonio Cesar G. Borges Vice-Reitor: Prof. Dr. Telmo Pagana Xavier Pró-Reitor de Extensão e Cultura: Prof. Dr.Vitor Hugo Borba Manzke Pró-Reitor de Graduação: Profa. Dra. Eliana Povoas P. E. Brito Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação: Prof. Dr. Mario Sergio Medeiros Pires Pró-Reitor Administrativo: Francisco Carlos Gomes Luzzardi Pró-Reitor de Planejamento e Desenvolvimento: Prof. Élio Paulo Zonta Diretor da Editora e Gráfica Universitária: Prof. Fernando de Oliveira Vieira

CONSELHO EDITORIAL

Prof. Dr. Antonio Jorge Amaral Bezerra Prof. Dr. Elomar Antonio Callegaro Tambara Profa. Dra. Isabel Porto Nogueira Prof. Dr. José Justino Faleiros Profa. Lígia Antunes Leivas Profa. Dra. Neusa Mariza Leite Rodrigues Felix Prof. Dr. Renato Luiz Mello Varoto Prof. Ms. Valter Eliogabalos Azambuja Prof. Dr. Volmar Geraldo Nunes Prof. Dr. Wilson Marcelino Miranda

Editora e Gráfica Universitária R Lobo da Costa, 447 – Pelotas, RS – CEP 96010-150 Fone/fax: (53) 3227 8411 e-mail: [email protected]

Impresso no Brasil Edição: 2007 © Copyright 2007 by – Luís Carlos Timm, Vitor Emanuel Quevedo Tavares, Carlos Reisser Júnior ISBN: 978-85-7192-366-9 Tiragem: 100 exemplares Capa, layout e editoração eletrônica: Vitor Emanuel Quevedo Tavares

Dados de catalogação na fonte:

(Marlene Cravo Castillo – CRB 10/744)

M274 Manejo da irrigação na cultura do pessegueiro : manual técnico / editado /por/ Luís Carlos Timm...[et al.]. Pelotas : Ed. da Universidade Federal de Pelotas, 2007

110 p. : il. 1. Irrigação. 2. Manejo de água. 3. Pessegueiro. 4. Sistema

solo-planta-atmosfera. 5. Balanço hídrico. I. Timm, Luís Carlos. II Tavares, Vitor Emanuel Quevedo. III Reisser Júnior, Carlos. IV. Moro, Marco. V. Título.

CDD 634.25

Apoio: Processo CNPq/CTHidro nº 553680/2005-6

Equipe Luís Carlos Timm - Eng. Agrícola, Prof. Adjunto, Depto de

Engenharia Rural, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, Cx. Postal 354, Pelotas-RS, 96001-970, Bolsista de Produtividade em Pesquisa CNPq – Nível 2, [email protected].

Vítor Emanuel Quevedo Tavares - Eng. Agrícola, Prof. Adjunto, Depto de Engenharia Rural, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, Cx. Postal 354, Pelotas-RS, 96001-970, Bolsista PET/SESu/MEC, [email protected].

Carlos Reisser Júnior - Eng. Agrícola, Pesquisador, Embrapa Clima Temperado, Cx. Postal 403, Pelotas-RS, 96001-970, [email protected].

Marco Moro - Eng. Agrônomo, Emater-RS, Escritório Regional, Rua Félix da Cunha, 626, Pelotas-RS, 96010-000 [email protected].

Noel Gomes da Cunha - Eng. Agrônomo, Pesquisador Embrapa Clima Temperado, Cx. Postal 403, Pelotas-RS, 96001-970.

Frederico Decker Lemos – Graduando em Agronomia, Depto de Engenharia Rural, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, Cx. Postal 354, Pelotas-RS, 96001-970, Bolsista ITI CNPq.

Gilnei Manke – Eng. Agrônomo, Bolsista DTI CNPq.

Heitor Lisbôa – Graduando em Agronomia, Depto de Engenharia Rural, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, Cx. Postal 354, Pelotas-RS, 96001-970, Bolsista AT CNPq.

Lizandro Ciciliano Tavares – Graduando em Agronomia, Depto de Engenharia Rural, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel,

UFPel, Cx. Postal 354, Pelotas-RS, 96001-970, Bolsista ITI CNPq.

Rodrigo Bubolz Prestes – Graduando em Agronomia, Depto de Engenharia Rural, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, UFPel, Cx. Postal 354, Pelotas-RS, 96001-970, Bolsista ITI CNPq.

Colaboradores

Eloy Antônio Pauletto (DS/FAEM/UFPel)

João Carlos Medeiros Madail (Embrapa Clima Temperado)

Marcos Silveira Wrege (Embrapa Clima Temperado)

Sérgio Leal Fernandes (DER/FAEM/UFPel)

Walkyria Bueno Scivittaro (Embrapa Clima Temperado)

Agradecimentos

Para a concretização do presente trabalho, os autores receberam apoio financeiro do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq.

Os autores agradecem a todos os produtores de pêssego que contribuíram para a realização do projeto de Disponibilização de tecnologias de manejo da água para o sistema familiar de produção de pêssego do Pólo Produtivo da Região de Pelotas-RS, especialmente aos produtores Marcus A. Portantiolo Fiss, Dari Bosembecker e Carlos De Marchi.

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SUMÁRIO

CONSIDERAÇÕES INICIAIS............................................12

CAPÍTULO 1 - O SOLO.....................................................14 1.1 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO ..........................................14

1.2 ATRIBUTOS DO SOLO IMPORTANTES NO MANEJO DA IRRIGAÇÃO.....................................................................17

1.2.1 Textura do solo.....................................................17 1.2.2 Estrutura do solo ..................................................18

1.3 ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO ...........................22 1.3.1 Umidade do solo ..................................................22 1.3.2 Retenção de água no solo.....................................25 1.3.3 Capacidade de campo e ponto de murcha

permanente ...........................................................26 1.3.4 Capacidade de água disponível ............................26 1.3.5 Armazenamento de água no solo .........................30

1.4 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO POR TENSIOMETRIA...............................................................31

1.5 LITERATURA CITADA .....................................................36

CAPÍTULO 2 - PLANTA E CLIMA .................................37 2.1 PLANTA .........................................................................37

2.1.1 Sistema radicular e extração de água ...................38 2.1.2 Sensibilidade ao déficit hídrico............................39

2.2 CLIMA ...........................................................................42 2.2.1 Evapotranspiração................................................43 2.2.2 Precipitação..........................................................53

2.3 LITERATURA CITADA .....................................................61

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CAPÍTULO 3 - MANEJO DA IRRIGAÇÃO ...................63 3.1 INTRODUÇÃO .................................................................63

3.1.1 Importância do manejo adequado ........................64 3.1.2 Fatores que afetam o manejo ...............................65

3.2 A PLANTA E O MANEJO DA IRRIGAÇÃO...........................68 3.2.1 Sistema radicular..................................................68 3.2.2 Resposta à disponibilidade de água .....................69

3.3 SOLO E MANEJO DA IRRIGAÇÃO .....................................73 3.3.1 Umidade do solo ..................................................74 3.3.2 Tensão da água no solo ........................................74 3.3.3 Capacidade de água disponível ............................76 3.3.4 Lâmina de irrigação .............................................80 3.3.5 Água disponível ...................................................82 3.3.6 Lâmina bruta ........................................................85

3.4 DEMANDA DE ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO...........................86 3.4.1 Fases de planejamento e operação .......................88

3.5 FREQÜÊNCIA DE IRRIGAÇÃO ..........................................89 3.5.1 Lâmina líquida corrigida......................................91 3.5.2 Tempo de irrigação ..............................................92 3.5.3 Período de irrigação .............................................93

3.6 TIPOS DE MANEJO E INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS ..........94 3.6.1 Manejo baseado em balanço hídrico ....................94 3.6.2 Manejo baseado na umidade do solo ...................98 3.6.3 Manejo com lâmina de irrigação fixa...................98 3.6.4 Manejo com data de irrigação fixa.......................99 3.6.5 Outros aspectos relacionados ao manejo .............99

3.7 SISTEMAS E MÉTODOS DE IRRIGAÇÃO ..........................101 3.7.1 Métodos de Irrigação por gravidade ..................101 3.7.2 Irrigação por aspersão ........................................101 3.7.3 Irrigação localizada ............................................102

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3.8 EFICIÊNCIA DE IRRIGAÇÃO...........................................103 3.8.1 Eficiência de aplicação.......................................103 3.8.2 Eficiência de condução ......................................105 3.8.3 Eficiência total ...................................................105 3.8.4 Eficiência de distribuição...................................106 3.8.5 Eficiência de uso da água...................................109

3.9 LITERATURA CITADA ...................................................110

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CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Ao longo dos últimos anos, a técnica de irrigação vem sendo usada na cultura do pessegueiro em sistemas de agricultura familiar no pólo produtivo da Região de Pelotas-RS. Entretanto, as informações regionais sobre a eficiência de irrigação dos sistemas já implantados são escassas. Aliado a este fator, a dificuldade de assistência, a falta de informações e a não disponibilização e apropriação de conhecimentos e tecnologias aos produtores, tem conduzido a um manejo de irrigação completamente empírico, causando impactos negativos que estão comprometendo o desenvolvimento da cultura e afetando os recursos naturais, trazendo conseqüências tanto sociais como para a atividade econômica propriamente dita. Em vista disso, informações referentes ao solo, à planta, ao clima e aos sistemas de irrigação podem ser úteis para o manejo de água, além de permitir o uso dos recursos hídricos de modo mais eficiente.

As relações entre os componentes do Sistema Solo-Água-Planta-Atmosfera são complexas, o que torna o manejo da irrigação uma tomada de decisão criteriosa. Este manejo compreende o uso combinado de informações, sendo o nível técnico e o grau de interesse do produtor fatores primordiais para o seu sucesso. Ressalta-se que tal manejo deve ser praticado e analisado continuamente, para que com o decorrer dos anos o produtor adquira maior experiência e conhecimento técnico, e se torne mais eficiente quanto ao uso da água. Desta forma, o objetivo desse manual é apresentar, de modo simples e direto, aos técnicos e produtores, como as informações sobre o

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solo, a planta, o clima e o sistema de irrigação são importantes para o sucesso desta prática.

Palavras-chave: irrigação, manejo de água, pessegueiro, sistema solo-planta-atmosfera, balanço hídrico.

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CAPÍTULO 1 - O SOLO

Luís Carlos Timm

Carlos Reisser Júnior


Noel Gomes da Cunha

Gilnei Manke

Lizandro Ciciliano Tavares

1.1 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO

O solo é o reservatório de água e nutrientes para as plantas, além de permitir a sustentação dos vegetais. O termo solo, do ponto de vista agronômico, refere-se a camada externa e agricultável da superfície terrestre sendo constituído de três fases: sólida, líquida e gasosa). Sua origem é a rocha que, por ação de processos físicos, químicos e biológicos de desintegração, decomposição e recombinação, se transformou, no decorrer das eras geológicas, em material poroso de características peculiares. Cinco fatores atuam no processo de formação do solo: material de origem (rocha), tempo, clima, topografia e organismos vivos. Da combinação dos quatro últimos fatores atuando em diferentes intensidades sobre o mesmo material de origem, podem resultar diferentes tipos de solo.

Fazendo um corte vertical no perfil de solo, obtém-se uma seção constituída de uma série de camadas superpostas,

Capítulo 1 – O Solo

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denominadas horizontes do solo. O conjunto recebe o nome de perfil do solo (Figura 1.1).

A

A00 M.O. não decomposta A0 M.O. humificadaA1 hor. mineral c/ m.oA2 hor. de perdasA3 hor. de transição

BB1 hor. de transição

B2 hor. de iluviação

B3 hor. de transição

CRocha em decomposição

D Rocha matriz

Figura 1.1 - Ilustração de um perfil completo do solo

(Reichardt e Timm, 2004).

Um solo completo é formado de quatro horizontes: A, B, C e D, que podem ainda ser subdivididos. O horizonte A é a camada superficial do solo, exposta diretamente à atmosfera. Ele é conhecido como horizonte de eluviação, horizonte que perde elementos químicos por lavagens sucessivas com a água da chuva. Subdivide-se em Aoo [camadas superficiais em solos de florestas com grande quantidade de material orgânico (M.O.), não decomposto: galhos, folhas e frutos]; Ao (situa-se abaixo do Aoo, constituído de material orgânico decomposto); A1 (já é horizonte mineral, mas com alta porcentagem de matéria orgânica decomposta que lhe confere uma cor escura); A2 (que é o típico horizonte A, de cor mais clara,

Manejo da Irrigação na Cultura do Pessegueiro

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correspondendo à zona de máxima perda de elementos minerais) e A3 (é um horizonte de transição entre A e B, possuindo características de ambos). O horizonte B é conhecido como horizonte de iluviação, isto é, horizonte que ganha elementos químicos provenientes do horizonte A, situado acima. Subdivide-se em B1 (transição entre A e B, possuindo, porém, mais características de B); B2 (formado pela zona de máxima iluviação, ou seja, acúmulos de materiais lixiviados de A, principalmente compostos de ferro, alumínio e cálcio) e B3 (transição entre B e C). O horizonte C é formado pelo material que deu origem ao solo, em estado de decomposição, e o horizonte D, pela rocha matriz. As espessuras dos horizontes são variáveis e a falta de alguns horizontes em determinados solos é bastante comum. Tudo isto depende da intensidade da ação dos fatores de formação do solo sobre o material de origem. A Figura 1.2 ilustra um perfil de solo completo encontrado na propriedade do produtor Marcus Portantiolo Fiss, situada no município de Canguçu-RS.

Figura 1.2 - Ilustração do perfil de solo encontrado na

propriedade do produtor Marcus Portantiolo Fiss, situada no município de Canguçu-RS.


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1.2 ATRIBUTOS DO SOLO IMPORTANTES NO MANEJO DA IRRIGAÇÃO

1.2.1 Textura do solo

A fase sólida do solo é constituída pela matéria mineral e orgânica que variam enormemente de qualidade e de tamanho. Quanto ao tamanho, algumas são suficientemente grandes para serem vistas a olho nu, ao passo que outras são tão diminutas que apresentam propriedades coloidais.

O termo textura refere-se à distribuição das partículas do solo tão somente quanto ao seu tamanho. Cada solo recebe uma designação referente à sua textura, designação essa que nos dá uma idéia do tamanho das partículas constituintes mais freqüentes. Tradicionalmente, as partículas do solo são divididas em três frações de tamanho, chamadas frações texturais: areia, silte e argila. Determinadas as quantidades relativas das três frações, o solo recebe uma designação, sendo encaixado em determinada classe textural (arenoso, siltoso ou argiloso). Assim, solos com diferentes proporções de areia, silte e argila recebem diferentes designações. O tamanho das partículas é de grande importância, pois ele determina o número de partículas por unidade de volume ou peso e a superfície que estas partículas expõem. O aumento da superfície exposta com a diminuição do diâmetro das partículas confere ao solo uma maior capacidade de reter água e nutrientes. Assim, partículas mais finas (argila) possuem uma maior superfície específica (maior relação entre área da superfície e volume da partícula) e, portanto, possuem maior superfície de contato com a água e nutrientes. Por isso, os solos argilosos retêm mais água que os arenosos.


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1.2.2 Estrutura do solo

O termo estrutura é usado para descrever o solo no que se refere ao arranjo, orientação e organização das partículas sólidas. A estrutura define também a geometria dos espaços porosos. Como o arranjo das partículas do solo é geralmente muito complexo para permitir qualquer caracterização geométrica simples, não há meio prático de medir a estrutura de um solo. Por isso, o conceito de estrutura do solo é qualitativo. A junção das partículas do solo dá origem aos agregados, os quais são classificados segundo a forma (prismáticos, laminares, colunares, granulares e em blocos) e o tamanho do agregado (de acordo com seu diâmetro). Também se tem dado importância ao grau de desenvolvimento e estabilidade de agregados. Um solo bem agregado (ou estruturado) apresenta boa quantidade de poros de tamanho relativamente grande (macroporos). Dizemos que possui alta macroporosidade, qualidade que afeta a penetração das raízes, a circulação de ar (aeração), o manejo do ponto de vista agrícola (operações de cultivo) e a infiltração de água (irrigação).

O solo possui poros de variadas formas e dimensões, que condicionam um comportamento peculiar a cada solo. A fração do solo que mais decisivamente determina seu comportamento físico é a argila, que é matéria secundária. Ela é a mais ativa em processos físico-químicos que ocorrem no solo. Partículas de argila absorvem água e são responsáveis pela expansão e contração, quando um solo absorve ou perde água. As frações areia e silte têm áreas específicas relativamente pequenas e, em conseqüência, não mostram grande atividade físico-química. Elas são importantes na macroporosidade do solo onde predominam fenômenos capilares, quando o solo se acha próximo à saturação. Junto com a argila, o silte e a areia formam a matriz sólida do solo.


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Tanto a textura como a estrutura conferem ao solo um espaço poroso, ou volume de poros, onde se encontram as partes líquida e gasosa. Assim sendo, a capacidade de retenção (quantidade de água que o solo retém), a infiltração (passagem da água pela superfície do solo) e a drenagem (distribuição de água no interior do solo) são dependentes da textura e da estrutura do solo.

Conforme dito anteriormente, o solo é formado por uma fração sólida (partículas minerais e orgânicas), uma líquida (água do solo) e outra gasosa (ar do solo). Se tomarmos uma amostra de solo (Figura 1.3), suficientemente grande, contendo as três frações e que represente certa porção do perfil do solo (por exemplo, um torrão de 100 a 500 g), poderemos discriminar as massas e os volumes de cada fração e algumas relações massa-volume, que são importantes para o manejo da irrigação, podem ser obtidas:

ms,Vs (sólidos)ml,Vl (líquidos)

mg,Vg (gases)

Vv = Vl +VgPoros ou vazios:

mt , Vt

Figura 1.3 - Amostra do perfil de um solo indicando a fração

sólida, líquida e gasosa.

glsT mmmm ++= (1.1)

glsT VVVV ++= (1.2)

onde: mT é a massa total da amostra; ms é a massa das partículas sólidas; ml é a massa líquida do solo que por ser


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diluída, é tomada como massa de água; mg é a massa de gás, isto é, ar do solo, que é uma massa desprezível em relação a ms e ml; VT é o volume total da amostra de solo; Vs é o volume ocupado pelas partículas sólidas; Vl pela água e Vg o volume dos gases (não desprezível como no caso de sua massa). As seguintes definições relacionadas à fração sólida são importantes no manejo de irrigação:

A densidade do solo (Ds, g/cm3), definida como a relação entre a massa das partículas sólidas ms (g) e o volume total de solo VT (cm3), é um parâmetro útil para determinar se um solo está estruturado (menor densidade) ou compactado (maior densidade). O valor de Ds pode ser obtido coletando-se amostras de solo indeformadas em anéis cilíndricos de volume conhecido:

T

ss V

mD = (1.3)

A densidade do solo, por ter no seu denominador o volume total da amostra VT, varia de acordo com o VT. Ao se compactar (comprimir) uma amostra, ms permanece constante e VT diminui, por conseguinte, Ds aumenta. A densidade do solo é, portanto, um índice do grau de compactação de um solo. Para solos de textura grossa, mais arenosos, as possibilidades de arranjo das partículas não são muito grandes e, por isso, os níveis de compactação também não são grandes. Pelo fato de possuírem partículas maiores, o espaço poroso também é constituído, sobretudo, de poros grandes denominados, de modo arbitrário, de macroporos; de forma aparentemente paradoxal, nesses o volume de poros é pequeno. As densidades do solo de solos arenosos oscilam entre 1,40 a 1,80 g/cm3. Para um mesmo solo arenoso, esse intervalo de variação, a diferentes níveis de compactação, é bem menor. A compactação do solo representa uma mesma massa de solo ocupando um volume


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menor. Isso modifica sua estrutura, seu arranjo e seu volume de poros.

Para solos de textura fina, mais argilosos, as possibilidades de arranjo das partículas são bem maiores. Seu espaço poroso é constituído, essencialmente, de microporos e o volume de poros Vv é grande, razão pela qual apresentam intervalo pouco maior de densidade do solo (0,90 a 1,60 g/cm3).

A relação entre a densidade do solo e a densidade da água (1,0 g/cm3) é denominada densidade relativa do solo (Dr), a qual é adimensional.

A densidade das partículas do solo (Dp, g/cm3) é a relação entre a massa das partículas sólidas ms (g) e o respectivo volume ocupado pelas partículas Vs (cm3).

s

sp V

mD = (1.4)

A densidade das partículas depende da constituição do solo e como varia relativamente pouco de solo para solo, não varia de modo excessivo entre diferentes solos. A densidade das partículas aproxima-se da densidade das rochas. O quartzo tem Dp = 2,65 g/cm3 e como é um componente freqüente nos solos, a densidade das partículas oscila em torno desse valor. A média para uma grande variedade de solos é 2,70 g/cm3. Se a constituição do solo for muito diferente, como é o caso de solos turfosos (com muita matéria orgânica), seu valor pode ser mais baixo.

A porosidade total do solo (P), que está diretamente ligada à definição de densidade, é uma medida do espaço poroso do solo. É definida pela relação entre o volume de poros (Vv) e o volume total do solo (VT):

100 ×

−==

T

ST

T

V

VVV

VVP (1.5)


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Ela é adimensional e, em geral, expressa em porcentagem.

Quanto maior a porosidade total de um solo, maior a capacidade de reter água. Por isso os solos de textura fina (argilosos), em geral, têm maior capacidade de retenção de água. A porosidade total também é, logicamente, afetada pelo nível de compactação. Quanto maior Ds, menor P.

Uma equação muito utilizada para estimar P a partir de dados de Ds e Dp é a seguinte:

1001 ×

−=

p

s

DDP (1.6)

A fase gasosa do solo (ar do solo) ocupa os espaços vazios não ocupados pela água do solo, onde ocorrem as trocas essenciais com as raízes das plantas (respiração), o que mostra a importância de uma drenagem livre no solo. A presença de camadas de impedimento (compactação) podem diminuir essa aeração, por meio da redução dos poros, resultando em uma infiltração e redistribuição mais lenta da água no solo.

1.3 ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO

1.3.1 Umidade do solo

A fase líquida do solo é uma solução aquosa de sais minerais e substâncias orgânicas, sendo os sais minerais de maior importância. A determinação quantitativa da fase líquida, que não leva em conta os solutos, ou simplesmente da água do solo é feita de várias formas, dependendo da finalidade da medida:


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- Umidade à base de peso U

s

sT

s

l

mmm

mmU −

== (1.7)

onde mT, ml e ms foram definidos na equação 1.1. A umidade U é adimensional (g/g), mas suas unidades

devem ser mantidas para não confundir com a umidade à base de volume, que também é adimensional, mas numericamente diferente. A umidade U também é, com freqüência, apresentada em porcentagem. Sua medida é bastante simples: a amostra é pesada úmida mu (= mT) e, em seguida, deixada em estufa à 105oC, até peso constante ms (24 a 48 h ou até peso constante), sendo a diferença entre essas massas a massa de água ml. A amostra pode ter qualquer tamanho, desde que não seja muito pequena, nem muito grande (ideal de 50 a 500 g) e pode ter sua estrutura deformada. Para sua determinação servem, portanto, amostras retiradas no campo com qualquer instrumento (trado, pá, enxada, colher etc.), devendo-se, porém, ter o cuidado de não deixar a água evaporar antes da pesagem úmida.

- Umidade à base do volume θ

T

su

T

l

T

l

Vmm

Vm

VV −

===θ (1.8)

onde Vl e VT foram definidos na equação 1.2. A umidade θ é adimensional (m3/m3) e, com

freqüência, é apresentada em porcentagem. Sua medida é mais difícil, pois envolve a medida do volume VT e, por isso, a amostra não pode ser deformada. Normalmente toma-se Vl = ml considerando a densidade da solução do solo como 1,0 g/cm3). O volume VT é o mais difícil de ser medido. A técnica mais comum é a do uso de anéis volumétricos, idênticos aos utilizados para a medida da densidade do solo.


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O procedimento mais conveniente para determinar θ é medir U e depois multiplicar o resultado por Dr:

rDU ×=θ (1.9)

sendo U dado em g de água /g de solo e Dr adimensional resultando θ em cm3 de água/cm3 de solo. Logicamente Dr precisa ser conhecido, mas a densidade do solo não varia muito no tempo, a não ser quando são praticadas operações de manejo, como aração, gradagem e subsolagem. Mas, em geral, as maiores variações de Dr ocorrem nos primeiros 30 cm. Para maiores profundidades, geralmente considera-se Dr constante.

Além de U e θ, utiliza-se ainda o grau de saturação S definido por:

100 ×

=

PS θ (1.10)

O grau de saturação será 100% quando θ = P, o que indica que todo espaço poroso P está cheio de água. Um solo nessas condições é denominado solo saturado. O grau de saturação será 0 quando θ = 0, isto é, quando o solo estiver seco (peso constante em estufa à 105oC). Assim, S indica a fração do espaço poroso ocupado pela água. A vantagem de se usar S está no fato de ser adimensional e variar entre 0 e 1 para qualquer tipo de solo.

Exemplo: Coletou-se uma amostra de solo com um volume de

150 cm3, cuja massa úmida é 258 g e a massa seca é 206 g. Dessa forma:

% 25,2ou / 252,0206

206258 ggU =−

=

% 34,7ou /m 347,0150

206258 33 cmc=−

=θ


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Note-se que para a mesma amostra, U é diferente de θ, daí a necessidade de manter as unidades, mesmo sendo ambos os valores adimensionais.

/ 373,1150206 3cmgDS ==

373,10,1

373,1==rD

33 m/cm 0,346373,1252,0 cDU r =×=×=θ

Vê-se, portanto, que só para o caso particular de Dr = 1, θ = U, que é o caso de solo bem fofo. Ainda usando o valor médio de 2,65 g/cm3 para a densidade das partículas:

% 48,2ou /cm 482,0650,2373,111 33 cm

DD

Pp

S =−=−=

% 72ou 72,0482,0347,0

===P

S θ

1.3.2 Retenção de água no solo

A retenção de água no solo ocorre no interior dos poros do solo, devido a fenômenos de capilaridade e adsorção. A capilaridade atua na retenção da água no solo quando os poros estão cheios de água (solo úmido). Quando o solo seca, os poros vão se esvaziando, filmes de água recobrem as partículas sólidas e a adsorção passa a predominar na retenção de água. A energia requerida para se retirar a água na condição seca é muito maior que na condição úmida.


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1.3.3 Capacidade de campo e ponto de murcha permanente

Quando um solo está saturado (todos os poros cheios de água), a água que drena é aquela retida devido à capilaridade nos poros maiores. Quando essa drenagem cessa, o solo atinge a capacidade de campo (θcc). Continuando o processo de drenagem, os poros menores passam a perder água, onde a adsorção tem maior importância no processo de retenção de água. Quando a umidade do solo é tão baixa que a quantidade de água existente faz com que a planta murche, sem recuperar o turgor mesmo com o umedecimento do solo, diz-se que o solo atingiu o ponto de murcha permanente (θPMP).

1.3.4 Capacidade de água disponível

A diferença de umidade entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente é definida como a capacidade de água disponível (CAD). A CAD (mm) é calculada pela seguinte equação:

( ) zCAD PMPcc ×−= θθ (1.11)

onde θcc é a umidade do solo na capacidade de campo (cm3/cm3), θPMP é a umidade do solo no ponto de murcha permanente (cm3/cm3), e z é a espessura da camada (mm).

A Tabela 1.1 apresenta os valores de θcc (%),θPMP (%) e CAD (mm), em três faixas de profundidades, determinados em um solo LUVISSOLO HÁPLICO Órtico típico, situado no município de Jaguarão-RS. As Tabelas 1.2 e 1.3 apresentam as mesmas informações de um solo CAMBISSOLO HÚMICO Eutrófico léptico (situado no município de Canguçu-RS) e de um solo ARGISSOLO ACINZENTADO Eutrófico cambisólico (situado no município de Pelotas-RS), respectivamente.


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Tabela 1.1 - Valores de θcc (%),θPMP (%) e CAD (mm), em três faixas de profundidades, de um solo LUVISSOLO HÁPLICO Órtico típico, situado no município de Jaguarão-RS (produtor Carlos De Marchi).

PROFUNDIDADE (cm) θcc (%) θPMP (%) CAD (mm)

0 -15 29,50 22,40 10,65

15 - 30 28,10 21,60 9,75

30 - 45 38,30 26,10 18,30

CADTOTAL 38,70

Tabela 1.2 - Valores de θcc (%),θPMP (%) e CAD (mm), em três faixas de profundidades, de um solo CAMBISSOLO HÚMICO Eutrófico léptico (situado no município de Canguçu-RS) (produtor Marcus Fiss).

PROFUNDIDADE (cm) θcc (%) θPMP (%) CAD (mm)

0 -15 30,40 18,20 18,30

15 - 30 36,10 22,40 20,55

30 - 45 36,30 29,20 10,65

CADTOTAL 49,50


28

Tabela 1.3 - Valores de θcc (%),θPMP (%) e CAD (mm), em três faixas de profundidades, de um solo ARGISSOLO ACINZENTADO Eutrófico cambisólico (situado no município de Pelotas-RS) (produtor Dari Bosembecker).

PROFUNDIDADE (cm) θcc (%) θPMP (%) CAD(mm)

0-15 21,80 13,70 12,15

15-30 14,30 9,50 7,20

30-45 26,70 22,20 6,75

CADTOTAL 26,10

Das tabelas, nota-se que o solo CAMBISSOLO HÚMICO apresentou o maior valor de CAD (49,50 mm), na profundidade de 0 – 45 cm, quando comparado ao LUVISSOLO HÁPLICO (CAD = 38,70 mm) e ARGISSOLO ACINZENTADO (CAD = 26,10 mm).

A quantidade de água disponível em um solo pode estar relacionada com a energia com que ela é retida pelo solo, ou seja, o potencial matricial da água no solo (Reichardt e Timm, 2004). Essa relação origina a curva de retenção de água no solo, que é obtida em laboratório. Resumidamente, ela é obtida com amostras de solo de uma profundidade de interesse, que são saturadas e submetidas a pressões diferentes, que correspondem à energia com que a água é retida no solo. Isso faz com que parte da água drene e que outra fique retida no solo. A quantidade de água restante no solo corresponde à umidade do solo a um determinado potencial.

Analisando as Figuras 1.4 e 1.5, verifica-se que para um mesmo valor de potencial matricial a umidade do solo é maior em solos argilosos em relação aos solos arenosos. Por exemplo, para a profundidade de 0-20 cm e um potencial matricial de 100 cm, a umidade é de 0,230 cm3/cm3 em um solo


29

arenoso (Figura 1.4) e de, aproximadamente, 0,308 cm3/cm3 em um solo argiloso (Figura 1.5).

10

100

1000

10000

100000

0.050 0.100 0.150 0.200 0.250

umidade - cm3/cm3

pot.

mat

ricia

l - c

m

0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm Figura 1.4 - Curva de retenção de água em um solo arenoso

nas profundidades 0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm.

10

100

1000

10000

100000

0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350

umidade do solo - cm3/cm3

pot.

mat

ricia

l - c

m

Figura 1.5 - Curva de retenção de água em um solo argiloso a

profundidade de 0-20 cm.


30

1.3.5 Armazenamento de água no solo

Do ponto de vista agronômico, é de fundamental importância conhecer a quantidade de água armazenada em um perfil de solo em dado instante. Dados os valores de umidade do solo, que são pontuais, como se determina a quantidade de água armazenada em uma camada de solo?

Tradicionalmente, quantidades de água são medidas pela altura. Assim, diz-se que em Pelotas chove em média 1.200 mm por ano, por exemplo. O que representa isso? A água de chuva é medida por pluviômetros, recipientes coletores de água expostos ao tempo (Figura 1.6). Eles têm uma área de captação S (m2) (seção transversal de sua boca) e coletam um volume V (m3) de água durante a chuva. A altura de chuva é h (m) = V/S, que pode ser convertida em mm. O interessante é que h independe do tamanho da boca do pluviômetro, pois um pluviômetro de boca 2S coletará o dobro do volume, isto é, 2V, resultando no mesmo h. O significado de h pode, então, ser mais bem visualizado para o caso de S = 1, isto é, h igual ao volume de água que cai sobre a superfície unitária.

Figura 1.6 - Ilustração de um pluviômetro utilizado para

medir a água da chuva.


31

Se jogarmos 1 L de água sobre uma superfície plana e impermeável de 1 m2, obteremos uma altura de 1 mm. Assim, 1 mm de chuva corresponde a 1 L/m2 e, portanto, 1.200 mm a 1200 L/m2. Então, se toda a água que precipita em Pelotas não infiltrasse, nem escorresse ou evaporasse, ao final de um ano teríamos 1,2 m de água distribuídos por toda a área. Água fornecida por irrigação, água perdida por evaporação etc., são todas medidas em mm. Seria interessante, portanto, medir também a água do solo em mm. Este é o armazenamento da água no solo (A, mm). É calculado multiplicando-se a umidade do solo de uma camada (θ, cm3/cm3) de interesse pela sua espessura (z, mm), ou seja:

zA ×= θ (1.12)

Assim como no caso da chuva, a altura de água armazenada pelo solo independe da área e, para o caso de uma superfície unitária, A = V. Para que esse conceito possa ser mais bem visualizado didaticamente, será utilizado o centímetro como unidade de comprimento. Tomemos, então, como superfície unitária (S) o cm2 e consideremos o primeiro cm de profundidade do solo. Nesse caso V = 1 cm3 de solo com umidade θ1 (cm3 de H2O por cm3 de solo) e S = 1 cm2. Temos, então, um volume de água V igual a θ1 cm3 de água em uma área de 1 cm2 e, então, θ1 = A1. Vejamos um exemplo: Se 1 cm3 de solo tem θ = 0,35 cm3/cm3, isso significa que nesse cubo de solo cuja base é 1 cm2 temos 0,35 cm3 de água. Portanto, a altura de água é 0,35 cm ou 3,5 mm.

1.4 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO POR TENSIOMETRIA

Um dos atributos do solo mais comumente utilizado para o manejo de irrigação é a umidade do solo. Conhecendo-se este parâmetro em uma determinada camada de solo, pode-se


32

determinar o momento e a quantidade de água a ser aplicada em uma irrigação.

Para o produtor, o instrumento mais prático para se determinar o potencial matricial de água no solo é o tensiômetro, e por meio da curva de retenção da água no solo, obtém-se a umidade do solo. Basicamente, o tensiômetro consiste de uma cápsula porosa conectada a um tubo de PVC (Figura 1.7), onde está conectado um vacuômetro de Bourdon (Figura 1.8). As leituras de potencial neste vacuômetro são obtidas em mm de Hg (escala externa - cada traço equivale a -20 mmHg) ou em polegadas de Hg (inHg, escala interna – cada traço equivale a –0,5 inHg). Quanto mais úmido o solo, menor são os valores lidos de potencial matricial e vice-versa. Por exemplo, em um solo em condições de saturação o potencial matricial lido seria “0 mmHg”.

Figura 1.7 - Ilustração de um tensiômetro [figura extraída de

Reichardt (1994)].


33

Figura 1.8 - Ilustração de um vacuômetro de Bourdon

utilizado para a realização das leituras de potencial matricial na profundidade de interesse.

As unidades de potencial matricial podem ser convertidas pelas seguintes relações aproximadas:

1 atm = 1 bar = 760 mm Hg = 1000 cm H2O

1 atm = 100 kPa = 0,1 MPa = 14,7 psi onde: atm = atmosfera; bar = bar; mm Hg = milímetros de mercúrio; cm H2O = centímetros de coluna de água; Pa = Pascal; kPa = quilo Pascal = 1000 Pa = 103 Pa; MPa = mega Pascal = 1000000 Pa = 106 Pa; PSI = pound ou libra por polegada quadrada (1 pound

ou libra = 453,6 gramas; 1 polegada = 25,4 cm).


34

A Figura 1.9 ilustra duas baterias de tensiômetros instaladas em uma área cultivada com pessegueiro. As baterias foram instaladas em um determinado local de uma linha de irrigação com gotejadores, com o auxílio de um trado, nas profundidades de 15, 30 e 45 cm, tomando-se o cuidado de garantir um bom contato entre a cápsula porosa e o solo. As profundidades foram selecionadas baseado no fato de que a profundidade efetiva de enraizamento do pessegueiro, que corresponde a 80% do sistema radicular, para as condições do Pólo Produtivo da Região de Pelotas-RS corresponde a 50 cm, conforme pesquisas realizadas pela Embrapa Clima Temperado. Os tensiômetros foram instalados de forma que uma bateria ficou paralela à linha de gotejadores, sendo que nesta bateria o gotejador ficou localizado em frente ao tensiômetro número 8, e a outra bateria perpendicular à linha. A bateria de tensiômetros paralela à linha de irrigação era composta de três tensiômetros, todos a uma profundidade de 30 cm, no intuito de estudar o movimento horizontal da água no solo. Já a bateria perpendicular à linha era composta de três tensiômetros, estando os tensiômetros números 10, 11 e 12 a uma profundidade de 45, 30 e 15 cm, respectivamente (Figura 1.9), no intuito de estudar o movimento vertical da água no solo.

Atualmente, está sendo difundido o uso do tensímetro digital (Figura 1.10), que introduzido na parte superior do tensiômetro, permite a leitura direta do instrumento. Dessa forma, é evitado o uso de um vacuômetro de Bourdon em cada tensiômetro, o que pode reduzir os custos com instrumentação, quando é necessário um grande número de pontos de monitoramento.


35

Figura 1.9 - Ilustração de duas baterias de tensiômetros

instaladas em uma área cultivada com pessegueiro.

Exemplo: Um tensiômetro com um vacuômetro de Bourdon, foi

instalado a 40 cm de profundidade (altura correspondente à metade da cápsula porosa até a superfície do solo) e com uma altura do vacuômetro a superfície do solo de 10 cm, apresenta uma leitura de 120 mm Hg. Então o potencial matricial (Ψm ) a 40 cm é: 120 mm Hg = 158 cm H2O Ψm = 158 – 40 – 10 = 108 cm H2O

Para se conhecer a umidade do solo, basta entrar com este valor de Ψm na curva de retenção de água no solo. Por exemplo, considerando o valor de Ψm de 108 cm H2O e o solo da Figura 1.5, teríamos um valor de umidade de 0,300 cm3/cm3.


36

Figura 1.10 - Tensímetro digital em operação.

1.5 LITERATURA CITADA

REICHARDT, K. Controle da irrigação do milho. Campinas: Fundação Cargill, 1994. 20p.

REICHARDT, K.; TIMM, L.C. Solo, planta e atmosfera: conceitos, processos e aplicações. Barueri: Editora Manole, 2004. 478p.

37

CAPÍTULO 2 - PLANTA E CLIMA



Luís Carlos Timm

Gilnei Manke

Rodrigo Bubolz Prestes

2.1 PLANTA

A presença de água nos tecidos vegetais acima de 90% evidencia a importância deste elemento na vida vegetal do planeta. Apesar de existirem indivíduos que resistem à falta de água, a produtividade da maioria dos vegetais alcança maior expressão em ambientes onde a abundância desta substância se faz presente. Esta constatação determina a distribuição das espécies vegetais na superfície do planeta juntamente com os níveis de temperatura do ar.

Em locais onde as chuvas são abundantes, como as florestas tropicais, a produtividade dos ecossistemas são maiores do que em ambientes onde a chuva é escassa, como os desertos. Uma exceção à regra são as regiões úmidas com problemas de drenagem do solo, que constituem os banhados, onde o tipo de vegetação é tipicamente aquática e não tão exuberante como nas florestas.


38

2.1.1 Sistema radicular e extração de água

Quanto maior for a altura da camada de solo explorada pelo sistema radicular das plantas, maior será a lâmina de água disponível para consumo. Sendo assim, para plantas com sistema radicular mais profundo é possível utilizar lâminas de irrigação maiores (maior quantidade de água aplicada) reduzindo o número de irrigações ao longo do ciclo de desenvolvimento. Por outro lado, para plantas com sistema radicular superficial, será necessário adotar um sistema de manejo no qual são aplicados volumes menores de água (lâminas menores) em cada irrigação, mas com aumento do número de irrigações durante o ciclo da cultura.

Ao longo do perfil vertical do solo, podem existir camadas que sejam limitantes ao desenvolvimento do sistema radicular da planta. Estas camadas podem ser o resultado natural do desenvolvimento do solo, como no caso da existência de um horizonte B2 textural, a pouca profundidade, como podem ser originadas por processos de compactação. Tais camadas também delimitam a profundidade do solo que deve ser umedecida através da irrigação.

Em solos profundos, em condições normais, o sistema radicular das plantas pode atingir maiores profundidades. Entretanto, em sua porção mais profunda a quantidade de raízes tende a ser menor, representando uma pequena proporção do potencial de extração de água. Sendo assim, a irrigação não precisa ser planejada de modo a umedecer todo o perfil, correspondente à máxima profundidade do sistema radicular, mas para umedecer o perfil do solo até a profundidade em que ocorra uma parcela significativa da extração de água.

A profundidade do solo que define a camada que será umedecida através da irrigação recebe o nome de profundidade efetiva. Na Tabela 2.1 são apresentados alguns valores de profundidade efetiva das raízes de algumas culturas.

Capítulo 2 – Planta e Clima

39

Tabela 2.1- Profundidade efetiva das raízes de algumas culturas (adaptado de Klar, 1992).

Cultura Profundidade (cm) Alfafa 90 - 180 Algodão 40 - 100 Batata 30 - 75 Cana-de-Açúcar 50 - 150 Cebola 20 - 60 Cereais 30 - 100 Citrus 50 - 150 Cucurbitáceas 50 - 100 Essências florestais 100 - 200 Feijões 30 - 60 Fumo 30 - 90 Hortaliças 20 - 40 Legumes 30 - 100 Milho 30 - 100 Morango 20 - 30 Pastagens 30 - 100 Pimentas 30 - 100 Soja 30 - 100 Tomate 30 - 100 Videira 50 - 100

2.1.2 Sensibilidade ao déficit hídrico

Isolando os demais fatores que afetam a produção (luminosidade, temperatura, sanidade, fertilidade, etc.), para que as plantas desenvolvam todo seu potencial produtivo, é necessário que encontrem condições ótimas de disponibilidade de água. À medida que a disponibilidade de água se reduz, ocorre uma redução na taxa de crescimento das plantas (Figura 2.1).

Em geral, a taxa de decréscimo de produção, em relação à redução da disponibilidade de água, é mais suave na


40

fase inicial do processo, tendo pouco impacto sobre a produtividade, mas torna-se bem mais significativa, a partir de um determinado ponto, que pode ser considerado o ponto crítico da cultura, ou seja, o ponto a partir do qual, a redução da disponibilidade de água causa perda significativa de produtividade. Este ponto crítico varia entre plantas e entre as diferentes fases de desenvolvimento da planta.

Capacidade de Campo Ponto de

murcha

Taxa

de

cres

cim

ento

das

pla

ntas

(%)

0

50

100

0 25 50 75 100% de redução da água disponível

Crescimento


murcha

Taxa

de

cres

cim

ento

das

pla

ntas

(%)

0

50

100


Crescimento


murcha

Taxa

de

cres

cim

ento

das

pla

ntas

(%)

0

50

100


Crescimento

Figura 2.1 - Relação entre o crescimento vegetal e a

diminuição da água disponível no solo na profundidade de solo considerada (adaptado de PRONI, 1987).

2.1.2.1 Período crítico e período de maior demanda

Em termos de irrigação, existem períodos durante o ciclo da cultura que exigem maior atenção: o período de maior demanda de irrigação e os períodos críticos da cultura.

O período de maior demanda é o período em que ocorre a maior necessidade de irrigação, em termos de


41

quantidade de água. Este é o período mais importante para a tomada de decisão sobre o parcelamento da área e os equipamentos que devem ser utilizados. Neste período ocorre o pico de vazão da irrigação e é para esta situação que devem ser escolhidas as tubulações, bombas, motores e demais estruturas e equipamentos que sejam necessários para a irrigação do pomar.

Os períodos críticos correspondem aos períodos em que a planta apresenta maior sensibilidade à deficiência de água, ou seja, os períodos em que a ocorrência de déficits hídricos resultam em maiores perdas de produtividade. Nestes períodos o manejo da irrigação deve receber especial atenção, podendo ser modificado em relação aos demais períodos, de forma a garantir um suprimento de água adequado às plantas.

Em casos de estiagens severas e outras situações em que a disponibilidade de água possa ser insuficiente para atender toda a demanda da planta, o uso da água deve ser planejado de forma a garantir o suprimento durante os períodos críticos.

Na Tabela 2.2 são apresentados os períodos críticos de algumas culturas, enquanto que na Tabela 2.3 são apresentados os consumos totais de água, durante a irrigação, em termos de altura (lâmina) de água.

No capítulo sobre manejo da irrigação, será abordada, com mais detalhes, a questão dos períodos críticos, para a cultura do pessegueiro.


42

Tabela 2.2- Períodos críticos de déficit de água, de algumas culturas (adaptado de Klar, 1992).

Culturas Períodos críticos Cítrus Florescimento e formação de frutos. Para os limões,

um florescimento mais intenso pode ser induzido pela retirada de irrigação pouco antes do florescimento. A queda de frutos pode ser controlada por altos níveis de água

Pêssego Período de rápido crescimento dos frutos Morango Do desenvolvimento dos frutos à colheita Tomate Florescimento vegetativo e crescimento dos frutos Melancia Do florescimento à colheita

Tabela 2.3- Consumo de água estacional, de algumas culturas (adaptado de Klar, 1992).

Cultura Consumo de água (mm) Abacate 650 - 1000 Banana 700 - 1700 Cítrus 600 – 950 Coco 800 - 1200 Tomate 300 - 600 Videira 450 - 900

2.2 CLIMA

A demanda de água para irrigação é regulada pelo clima, através de um balanço entre as entradas e saídas de água no sistema solo-planta. De forma simplificada, pode-se dizer que as entradas são os aportes de água provocados pelas chuvas, enquanto que as retiradas são compostas pela ação conjunta da evaporação da superfície do solo e pela


43

transpiração que ocorre nas plantas. Se as entradas de água no sistema forem insuficientes para cobrir as retiradas, surge a necessidade da irrigação. Neste caso, a parcela das retiradas que não for coberta pelas entradas irá constituir a demanda de irrigação.

2.2.1 Evapotranspiração

O termo evapotranspiração é utilizado para representar os processos conjuntos de evaporação da água do solo e de transpiração das plantas, que ocorrem normalmente em uma superfície vegetada.

A evapotranspiração engloba os processos da passagem direta da água do solo para a atmosfera e da retirada de água do solo pelas plantas (Figura 2.2). Parte da água retirada do solo, pela planta, será utilizada para o desenvolvimento de seus tecidos, enquanto que outra parte voltará à atmosfera, através da transpiração. Quando o valor da umidade do solo é igual ou inferior à capacidade de campo, a evapotranspiração é a principal responsável pela redução da umidade do solo.

H2O

H2O

Transpiração

Evaporação

H2O

H2O

Transpiração

Evaporação

Figura 2.2 - Processo de evapotranspiração em uma

superfície vegetada.


44

Dentre os principais fatores que afetam a evapotranspiração, pode-se citar: o clima, a cobertura vegetal e o teor de água do solo. Destes fatores, o clima é o que mais tem sido utilizado como base para estimativa da evapotranspiração, existindo uma enorme quantidade de fórmulas propostas, com este objetivo.

Em função de diferentes condições de cobertura vegetal e disponibilidade de água, existem diferentes formas de definição da evapotranspiração. As principais são a evapotranspiração de referência e a evapotranspiração da cultura, que podem ser definidas como segue (Allen et al., 1998).

Evapotranspiração de referência (ET0): é a evapotranspiração que ocorre em uma superfície de referência, sem deficiência de água. A superfície de referência é representada por uma área coberta por grama, em condições específicas.

Evapotranspiração da cultura (ETC): é a evapotranspiração de uma cultura, livre de doenças, em qualquer fase de seu desenvolvimento, em condições ótimas de disponibilidade de água e nutrientes, para o desenvolvimento de seu potencial máximo de produção.

2.2.1.1 Evapotranspiração de referência

Para a determinação da demanda de irrigação é necessário utilizar a evapotranspiração da cultura. Entretanto, as informações climáticas, disponíveis na maior parte das estações climatológicas, não permitem que se obtenha, de forma direta, o valor da ETC. Por outro lado, a evapotranspiração de referência pode ser utilizada como base para a estimativa da ETC.

As informações fornecidas pelas estações climatológicas permitem que sejam obtidas estimativas da


45

evapotranspiração de referência. Os principais métodos para estimativa da ET0 podem ser classificados em:

• Métodos baseados em tanques evaporimétricos; • Métodos baseados no uso de dados climáticos, em

fórmulas empíricas. A escolha do método de estimativa da

evapotranspiração de referência depende da disponibilidade de dados meteorológicos e da escala de tempo requerida.

A Figura 2.3 ilustra os dois métodos para a determinação da evapotranspiração.

Figura 2.3 - Ilustração de duas alternativas de estimativa da

evapotranspiração de referência.

Para utilização dos métodos empíricos é necessário conhecer as condições climáticas para as quais foram desenvolvidas, pois normalmente não são de aplicação universal.

A seguir serão apresentados os dois métodos mais utilizados para estimar a evapotranspiração de referência.


46

a) Método do tanque evaporimétrico Este método consiste em utilizar a evaporação medida

em um tanque contendo água, denominado tanque evaporimétrico, para estimar o valor da evapotranspiração de referência, através da equação:

OPO EKET ⋅= (2.1)

onde: ET0 = evapotranspiração de referência (mm/dia); KP = coeficiente do tanque; E0 = evaporação medida no tanque evaporimétrico

(mm/dia). O tanque evaporimétrico mais utilizado nas estações

climatológicas brasileiras é o tanque “Classe A”, desenvolvido pelo U.S. Weather Bureau, que é um tanque de forma circular, de chapa galvanizada, ou aço inoxidável, com 121 cm de diâmetro e 25 cm de altura. O nível da água no interior do tanque deve ficar entre 2 a 7 cm da borda e a variação do nível não deve ultrapassar 2,5 cm. As medições devem ser feitas através de um micrômetro de gancho ou de uma régua, preferencialmente instalados em um poço tranqüilizador, no interior do tanque. O tanque deve ficar instalado sobre um estrado de madeira, a 15 cm acima do solo.

Os valores do coeficiente do tanque dependem do tipo de tanque utilizado, das condições de instalação do tanque e de algumas condições climáticas. Os valores de KP, para um tanque Classe A, são apresentados na Tabela 2.4.


47

Tabela 2.4- Coeficientes KP, para o tanque Classe A, em função da velocidade média do vento, bordadura ao redor do tanque, na direção do vento, e da umidade relativa do ar.

Umidade Relativa

<40% 40-70% >70% <40% 40-

70% >70% Velocidade do Vento

(m/s)

Raio de Bordadura

(m) Bordadura de grama Bordadura de solo nú

1 0,55 0,65 0,75 0,70 0,80 0,85 10 0,65 0,75 0,85 0,60 0,70 0,80

100 0,70 0,80 0,85 0,55 0,65 0,75 <2

1000 0,75 0,85 0,85 0,50 0,60 0,70 1 0,50 0,60 0,65 0,65 0,75 0,80

10 0,60 0,70 0,75 0,55 0,65 0,70 100 0,65 0,75 0,80 0,50 0,60 0,65

2-5

1000 0,70 0,80 0,80 0,45 0,55 0,60 1 0,45 0,50 0,60 0,60 0,65 0,70

10 0,55 0,60 0,65 0,50 0,55 0,65 100 0,60 0,65 0,70 0,45 0,50 0,60

5-8

1000 0,65 0,70 0,75 0,40 0,45 0,55 1 0,40 0,45 0,50 0,50 0,60 0,65

10 0,45 0,55 0,60 0,45 0,50 0,55 100 0,50 0,60 0,65 0,40 0,45 0,50

>8

1000 0,55 0,60 0,65 0,35 0,40 0,45

b) Método de Penman-Monteith

A evaporação é o processo físico pelo qual um líquido passa do estado líquido para o vapor. Para que este processo


48

ocorra, ou seja, para que haja a mudança de estado, é necessário a utilização de certa quantidade de energia. Os métodos baseados no balanço de energia estimam a evapotranspiração de referência a partir do uso de uma série de variáveis climáticas, como temperatura do ar, umidade relativa, radiação solar, velocidade do vento e outras, e estabelecem uma relação com a capacidade da atmosfera em retirar água do solo e das plantas. O método de Penman-Monteith é recomendado pela FAO (Allen et al., 1998).

Diversos estudos apontam o método de Penman-Monteith como sendo confiável (Soares et al., 2001) apresentando resultados superiores aos demais métodos, podendo ser utilizado para estimativa de evapotranspiração para diversos intervalos de tempo.

A necessidade de determinação de uma grande quantidade de dados meteorológicos e de realização de alguns cálculos trabalhosos tem sido um obstáculo à popularização do método de Penman-Monteith, no planejamento das atividades de campo. Entretanto, a facilidade crescente de acesso a dados climatológicos em formato digital e a planilhas de cálculo, aliados ao bom desempenho do método na estimativa da evapotranspiração, são fortes indicadores de uma rápida mudança neste quadro. Na Figura 2.4 é mostrado um exemplo de planilha de cálculo da ET0 utilizada por equipe de pesquisadores da UFPel e EMBRAPA, em projeto de manejo da irrigação em pomar de pessegueiro.

Na Figura 2.5 são mostrados alguns equipamentos existentes em uma estação agro-climatológica, cujas informações geradas são utilizadas para estimativa da evapotranspiração de referência.


49

Figu

ra 2

.4 -

Exem

plo

de p

lani

lha

de c

álcu

lo d

a ev

apot

rans

pira

ção

de re

ferê

ncia

.


50

Figura 2.5 - Vista da estação agro-climatológica na Sede da

Embrapa Clima Temperado (Pelotas, RS).

2.2.1.2 Evapotranspiração da cultura

Para uma mesma área, sob as mesmas condições climáticas e de disponibilidade de água, a evapotranspiração pode variar bastante de uma cultura para outra, ou mesmo para diferentes estádios de desenvolvimento de uma mesma cultura. Na maioria dos estudos que envolvem a realização de balanços hídricos, voltados ao processo de planejamento, o procedimento mais empregado para obter a evapotranspiração de uma determinada cultura, consiste na utilização de correlações pré-estabelecidas, com a evapotranspiração de referência. A equação a seguir, expressa este tipo de correlação:

OCC ETKET ⋅= (2.2)

onde: KC = coeficiente de cultura.


51

O coeficiente de cultura varia com o tipo de cultura e com os estádios de desenvolvimento (Figura 2.6). Vários estudos apresentam valores de KC para culturas específicas, para uma grande variedade de locais.

Figura 2.6 - Exemplo de variação do coeficiente de cultura

durante o ciclo.

Na Tabela 2.5 são apresentados os valores do coeficiente KC para algumas culturas, considerando cinco estádios de desenvolvimento. Na Tabela 2.6 são apresentados, com maior detalhamento, os valores de KC para a cultura do pessegueiro, enquanto que na Tabela 2.7 são apresentas faixas médias de valores de KC para outras fruteiras.


52

Tabela 2.5- Coeficientes Kc em função do estádio de desenvolvimento para diferentes culturas (Klar, 1992).

Estádios de desenvolvimento da cultura Cultura

(I) (II) (III) (IV) (V)

Banana Feijão Algodão Amendoim Milho Cebola Ervilha Pimenta Batata Arroz Sorgo Cana-de-AçúcarFumo Tomate Trigo Alfafa

0,50-0,550,30-0,400,40-0,500,40-0,500,30-0,500,40-0,600,40-0,500,30-0,400,40-0,501,10-1,150,30-0,400,40-0,500,30-0,400,40-0,500,30-0,400,30-0,40

0,70-0,85 0,70-0,80 0,70-0,80 0,70-0,80 0,80-0,85 0,70-0,80 0,70-0,85 0,60-0,75 0,70-0,80 1,10-1,50 0,70-0,75 0,70-0,10 0,70-0,80 0,70-0,80 0,70-0,80

1,00-1,10 1,05-1,20 1,50-1,25 0,95-1,10 1,05-1,20 0,95-1,10 1,05-1,20 0,95-1,10 1,05-1,20 1,10-1,30 1,00-1,15 1,00-1,30 1,00-1,20 1,05-1,25 1,05-1,20

0,90-1,00 0,65-0,75 0,80-0,90 0,75-0,85 0,80-0,95 0,85-0,90 1,00-1,15 0,85-1,00 0,85-0,95 0,95-1,05 0,75-0,80 0,75-0,80 0,90-1,00 0,80-0,95 0,65-0,75

0,75-0,85 0,25-0,30 0,65-0,70 0,55-0,60 0,55-0,60 0,75-0,85 0,95-1,10 0,80-0,90 0,70-0,75 0,95-1,05 0,50-0,55 0,50-0,60 0,75-0,85 0,60-0,65 0,20-0,25 1,05-1,20

I – emergência até 10% do desenvolvimento vegetativo (DV); II – 10% do DV até 80% do DV; III – 80% do DV até 100% do DV, inclusive frutos formados; IV – maturação; V – colheita.

Tabela 2.6- Valores médios do coeficiente de cultura (Kc) para o pessegueiro (Doorenbos e Pruit, 1977).

Solo Set. Out. Nov. Dez. Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Com cobertura 0,80 0,85 0,90 1,00 1,00 1,00 0,95 0,80 0,80

Sem cobertura 0,55 0,70 0,75 0,80 0,80 0,70 0,70 0,65 0,55


53

Tabela 2.7- Valores médios do coeficiente de cultura (Kc) para diferentes fruteiras (Conceição, 2004).

Cultura Kc Cultura Kc Abacateiro 0,75 – 0,95 Macieira 0,95 – 1,20Abacaxizeiro 0,40 – 0,60 Mangueira 0,75 – 0,95Bananeira 0,70 – 1,15 Maracujazeiro 0,75 – 0,85Citros 0,65 – 0,90 Pessegueiro 0,85 – 1,15Coqueiro 0,80 – 1,00 Videira 0,60 – 0,80Fontes: Doorenbos e Kassam (1979); Doorenbos e Pruitt (1977); Nogueira et al. (1997); Pereira (1997); Coelho et al. (2000); Conceição (2003a) apud Conceição (2004).

2.2.2 Precipitação

O principal fator de aumento do teor de água do solo é a precipitação, sendo de grande importância para a determinação das necessidades de irrigação.

Em relação ao teor de água do solo, é preciso salientar que nem toda a água que precipita sobre uma determinada área irá realmente contribuir para aumentar a umidade. Sendo assim, deve-se recorrer a uma definição de “precipitação efetiva” (PE), como sendo a parcela da precipitação total, que atinge o solo, infiltra e fica retida na camada do solo para a qual se deseja acompanhar o comportamento da umidade. O conceito de precipitação efetiva varia bastante, em função do objetivo do estudo realizado.

Vários são os fatores que concorrem para reduzir o valor da precipitação efetiva, como: a evaporação direta da parte da precipitação, que fica retida na cobertura vegetal (interceptação) e na superfície do solo (retenção superficial); o escorrimento superficial e a percolação da água para zonas além da profundidade efetiva. A perda de água por interceptação depende do tamanho e forma das folhas, do


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estágio de desenvolvimento da cultura, da densidade de plantas e de fatores climáticos, como a umidade relativa do ar, a velocidade do vento e a insolação. O escorrimento superficial ocorre sempre que a intensidade da precipitação supera a taxa de infiltração do solo, sendo afetado pela textura e estrutura do solo, cobertura vegetal e pelo relevo. As perdas por percolação ocorrem quando a parte da precipitação que infiltra no solo faz com que o valor da umidade do solo ultrapasse a capacidade de campo.

Nem sempre se dispõe de dados sobre os valores das perdas por interceptação, retenção superficial, escorrimento superficial e percolação, específicos para um determinado local. Nestes casos, uma alternativa seria a determinação a campo da correlação entre a precipitação efetiva e a precipitação total, o que demanda tempo e recursos financeiros. Outra alternativa, é o uso de um dos métodos empíricos existentes para estimar esta correlação. Um dos métodos mais conhecidos é o do Serviço de Conservação do Solo do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (SCS/USDA, 1967), que correlaciona a precipitação efetiva com a capacidade de armazenamento de água do solo e com a evapotranspiração. O fato deste método ser dirigido para o uso de valores médios mensais limita a eficiência de sua utilização, pois para o planejamento da mecanização o ideal é a utilização de dados diários.

O SCS/USDA desenvolveu este método através da análise de séries históricas de longa duração de dados climáticos e de umidade do solo. Esta análise compreendeu 50 anos de dados de precipitação, em 22 estações experimentais, cobrindo diferentes condições de solo e clima. A precipitação efetiva foi obtida a partir de balanços hídricos diários do solo, considerando a capacidade de armazenamento, a umidade, a evapotranspiração da cultura e o valor da umidade do dia anterior. Fatores como a intensidade da chuva e a taxa de infiltração do solo não foram considerados, como forma de


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tornar o método mais simples. O método apresenta melhor performance em áreas onde ocorram chuvas de baixa intensidade e com altas taxas de infiltração da água no solo. De forma geral o método do SCS/USDA é satisfatório, podendo, após alguma verificação, ser aplicado para situações de campo (Dastane, 1978).

A Tabela 2.8 apresenta os valores da precipitação efetiva média mensal, segundo o SCS/USDA, para uma capacidade de armazenamento de água no solo, de 75 mm. Para outros valores da capacidade de armazenamento, devem ser utilizados os coeficientes de correção apresentados na Tabela 2.9. Dessa forma, por exemplo, para um solo que tenha uma capacidade de armazenamento de 150 mm, em um mês que tenha precipitação média mensal de 200 mm e evapotranspiração média mensal de 150 mm, seria obtida da Tabela 2.8 uma precipitação efetiva média mensal de 82 mm, que multiplicado pelo fator de correção 1,06 (obtido na Tabela 2.9), resultaria em um valor final de 82,9 mm.

A região de Pelotas localizada, entre os paralelos 23°30’ e 33°45’, faz parte, segundo a classificação de Köppen, da região do Brasil que é de clima mesotérmico úmido (Cf), e temperado (Cfb). Esta classificação determina que a temperatura média do mês mais frio situe-se entre 18 e –3°C (C) e que no mês mais seco a precipitação seja maior do que 60 mm (Cf). Além disso, a temperatura do mês mais quente seja inferior a 22º (Cfb).

O clima predominante Cfb é encontrado nos principais relevos da região, que são constituídos de planícies, planaltos e serras com escarpas, depressões e patamares. Apesar de ocorrer expressiva deficiência hídrica na maior parte da região, existem locais (mais altos) com suficiente disponibilidade de água. É comum a ocorrência de geadas no inverno e de granizo na maior parte da região.


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Tabela 2.8- Precipitação efetiva média mensal, para capacidade de armazenamento de 75 mm (SCS/USDA, 1967).

Precipitação média mensal (mm) Evapotranspiração média mensal

(mm) 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

12,5 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 25,0 16 17 18 19 20 21 23 24 25 25 37,5 24 25 27 28 30 31 32 33 35 37 50,0 32 34 35 37 39 42 44 47 50 62,5 39 41 43 46 49 52 54 57 61 75,0 46 48 52 54 57 61 64 68 72 87,5 56 59 62 66 69 73 78 84 100,0 62 66 70 74 78 82 87 92 112,5 69 73 76 81 86 91 96 102 125,0 80 85 89 95 100 106 112 137,5 87 92 97 103 109 115 121 150,0 94 98 104 111 117 124 132 162,5 100 107 112 118 125 132 140 175,0 116 119 126 134 141 150 187,5 120 127 134 142 150 158

Tabela 2.9- Fatores de correção (F) para capacidade de armazenamento (CA) diferente de 75 mm (SCS/USDA, 1967)

CA 20 25 37,5 50 62,5 75 100 125 150 175 200 F 0,73 0,77 0,86 0,93 0,97 1,00 1,02 1,04 1,06 1,07 1,08

No período de 1980 a 1995, segundo Viegas Filho et

al. (1997), a média dos volumes totais anuais precipitados foi


57

de 1568 mm com desvio padrão de 287 mm e coeficiente de variação de 18,31% da distribuição interanual.

Na Figura 2.7 pode-se observar que a região sul do Estado é a que apresenta os menores volumes anuais de chuva e que a norte é onde ocorrem os maiores valores.

Figura 2.7 - Média de chuva anual acumulada durante o

período de 1970 a 2000 no estado do Rio Grande do Sul (Fonte: Embrapa Clima Temperado. www.cpact.embrapa.br).

Ao longo do ano a variação é pequena e os meses de menor precipitação são maio e novembro (Figura 2.8).


58

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

mm

Figura 2.8 - Variação mensal média da chuva medida na

Estação Experimental da Embrapa Clima Temperado/UFPel, média dos anos 1893 a 2006. Pelotas, 2006.

A variação mensal da evapotranspiração potencial (Figura 2.9), a distribuição mensal da chuva e os atributos do solo determinam a probabilidade de ocorrência de déficits hídricos em uma dada região. O sul do Estado é uma das regiões onde os maiores déficits são encontrados. Na região de Pelotas, por exemplo, esta probabilidade pode chegar próximo a 60%, o que pode ser verificado na

Figura 2.10. Na região sul do Estado do Rio Grande do Sul, de

acordo com Mota et al. (1971), considerando-se a normal climatológica de 1931-1960, é onde se verificam os maiores déficits hídricos no solo. Em solos com valores de CAD de 100 mm, os déficits ocorreriam no período de novembro a fevereiro. Fora deste período, a probabilidade de ocorrência de déficits é reduzida. O pólo produtivo de Pelotas, por se inserir nesta região, também apresenta elevadas probabilidades de ocorrência deste fenômeno, apesar de ocorrerem maiores precipitações conforme os mesmos autores.


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Figura 2.9 - Variação da evapotranspiração potencial média

estimada a partir de dados de tanque classe A, na região de Pelotas, no período de 1957-1984. (Fonte: Governo do Estado do RS. Atlas agroclimático).

Para Berlato et al. (2006), na região sul do Rio Grande do Sul a probabilidade de que as precipitações sejam maiores do que os valores de evapotranspiração de referência são muito baixos, desde a segunda quinzena de novembro até fim de janeiro, especialmente no leste desta região, com probabilidades em torno de 25% podendo chegar até 13% na terceira dezena do mês de dezembro.

Para Viegas Filho et al. (1997), a probabilidade de ocorrência de déficit hídrico no solo, para solos com capacidade de armazenamento de 50 mm, pode chegar próximo a 90% na terceira dezena do mês de dezembro, levando-se em conta os dados climáticos entre 1980 a 1995. Já em estudos com dados até 2005, verifica-se que a probabilidade de ocorrência de déficits hídricos maiores do que 20 mm em solos com CAD de 100 mm se próxima a 50% nos meses de


60

dezembro e janeiro. Nos meses de junho a agosto esta probabilidade é praticamente nula (Figura 2.10).

0

10

20

30

40

50

60

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

%

5075100

Figura 2.10 - Probabilidade de ocorrência de déficits hídricos maiores do que 20 mm em solos com valores de CAD de 50 mm, 75 mm e 100 mm ao longo do ano, na Embrapa Clima Temperado, período de 1893 a 2005.

Portanto, a conjunção dos fatores climáticos que ocorrem na região sul do Rio Grande do Sul com as características das plantas de pessegueiro determina que as ações de investimento em técnicas de irrigação necessitam ser economicamente avaliadas, pois apesar da redução dos riscos de produção, este tipo de investimento pode reduzir a economicidade do sistema, o que o torna muito dependente do tipo de comercialização realizado.


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ALLEN, R.G.; PEREIRA, L.S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration – guidelines for computing crop water requirements. Roma: FAO, 1998. (FAO. Irrigation and Drainage Paper, 56).

BERLATO, M.A.; FARENZENA, H.; LEIVAS, J. Probabilidade da precipitação pluvial ser igual ou superior à evapotranspiração de referência na metade sul do Estado do Rio Grande do Sul. Pesquisa Agropecuária Gaúcha, Porto Alegre, v. 12, n.1-2, p.7-16, 2006.

CONCEIÇÃO, M.A.F. Irrigação de Fruteiras por Microaspersão. Circular Técnica 49. Bento Gonçalves: EMBRAPA, 2004.16p.

DASTANE, N.G. Effective rainfall in irrigated agriculture. Roma: FAO. 1978. (FAO. Irrigation and Drainage Paper, 25). (disponível em : http://www.fao.org/docrep).

DOORENBOS, J.; PRUITT, W.O. Guidelines for predicting crop water requirements. 2 ed. Roma: FAO, 1977. 179p. (FAO. Irrigation and Drainage Paper, 24).

KLAR, A.E. Irrigação: freqüência e quantidade de aplicação. São Paulo: Nobel, 1992. 156p.

MOTA, F.S.; BEIRSDORF, M.I.C.; GARCEZ, J.R.B. Zoneamento agroclimático do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Normais agroclimáticas. Pelotas: Ministério da Agricultura-IPEAS, 1971. v.1. 80p.

PROGRAMA NACIONAL DE IRRIGAÇÃO. Tempo de irrigar: manual do irrigante. São Paulo: Mater, 1987. 160p.

SOARES, W.R.; SEDIYAMA, G.C.; RIBEIRO, A.; COSTA, J.M.N. Coeficientes de cultura no estádio de desenvolvimento


62

inicial (kCini) para diferentes texturas de solos. Engenharia Agrícola. Jaboticabal: SBEA, v. 21, n. 3, p. 218-226, 2001.

SOIL CONSERVATION SERVICE. Irrigation water requirements. Engineering Division, Technical Release No. 21 (Rev. 1). U. S. Department of Agriculture. Washington, D. C.: U. S. Government Printing Office. 1967.

VIEGAS FILHO, J.S.; DORFMAN, R.; HERTER, F.G. Balanço hídrico para a cultura do pessegueiro (Prunus persica L. Batsch), cultivar Diamante, na região de Pelotas-RS. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.5, n. 2, p. 249-254, 1997.

63

CAPÍTULO 3 - MANEJO DA IRRIGAÇÃO


Luís Carlos Timm


Gilnei Manke

Frederico Decker Lemos

Heitor Lisbôa

3.1 INTRODUÇÃO

De que maneira o produtor decide quando irrigar o pomar e qual a quantidade de água que deve ser colocada?

A resposta para estas duas questões é o foco central do manejo da irrigação. Na verdade, o manejo da irrigação abrange diversos aspectos relacionados à distribuição de água na área irrigada. Entre estes aspectos, estão:

• A caracterização da freqüência de irrigação a ser utilizada e do método empregado para decidir o momento de irrigar.

• A quantidade de água a ser aplicada (lâmina de água) e o método utilizado para determinar o volume de água a aplicar.

• O sistema de divisão da área irrigada em parcelas de irrigação, também conhecidas como talhões.

• A adequação e eficiência do método de irrigação utilizado.


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Estes e outros aspectos relacionados serão abordados nos itens a seguir.

3.1.1 Importância do manejo adequado

A irrigação é uma prática utilizada para fornecer água às plantas, de acordo com as necessidades destas, como forma de garantir ou aumentar a produtividade das culturas ou a qualidade da produção. Entretanto, o objetivo final é o aumento ou a garantia da renda do produtor. Para que este objetivo seja alcançado de forma mais eficiente, é necessário um correto manejo da irrigação, maximizando o retorno econômico dos investimentos feitos pelo produtor.

Quando mal conduzida, a irrigação pode ter sua eficácia comprometida, tanto pela colocação excessiva de água na área irrigada, como pela deficiência de água ou pela desuniformidade em sua distribuição.

A irrigação deve ser iniciada antes que a quantidade de água no solo fique abaixo do limite a partir do qual o gasto de energia feito pela planta para a extração de água resulte em perda significativa de produtividade.

A quantidade de água requerida por uma cultura e sua resposta à irrigação não são constantes. São variáveis que dependem do tipo de cultura, estágios de crescimento, tipo de solo e das condições climáticas da região.

As culturas diferem entre si, quanto à tolerância à deficiência de água no solo. Enquanto algumas culturas apresentam maior resistência à falta de água, sem apresentar queda significativa na produção, outras respondem de forma mais intensa a pequenas variações no conteúdo de água do solo. Mesmo considerando uma única cultura, a sensibilidade à deficiência de água apresenta variações ao longo do seu ciclo de desenvolvimento.

Capítulo 3 – Manejo da Irrigação

65

Uma das etapas importantes nos projetos de irrigação diz respeito às decisões sobre quanto de água aplicar e quando efetuar a irrigação (oportunidade da irrigação). Para que estas decisões possam ser adequadamente tomadas, é necessário conhecer os fatores que afetam o manejo da irrigação, como a cultura, o solo, o clima, as particularidades do local onde será utilizada a irrigação e as características do sistema de irrigação que será utilizado.

3.1.2 Fatores que afetam o manejo

a) Planta

Diversos aspectos relacionados às plantas terão influência sobre o manejo da irrigação.

O tipo, a forma e o tamanho do sistema radicular das plantas terão influência direta sobre o volume de solo que poderá ser utilizado para a extração de água, bem como sobre quais as camadas de solo que serão utilizadas.

A sensibilidade da planta aos déficits hídricos, ou seja, a maior ou menor tolerância à falta de água, irá influenciar o intervalo de tempo entre as irrigações (freqüência de irrigação) e a quantidade de água a ser aplicada.

As respostas das plantas às variações da disponibilidade de água no solo, apresentam mudanças, para seus diferentes estádios fenológicos (etapas de desenvolvimento). Dessa forma, é indicado que o manejo da irrigação seja estabelecido de forma a apresentar alterações que atendam às necessidades específicas das plantas, ao longo de suas diferentes fases de desenvolvimento.

A susceptibilidade das plantas ao ataque de pragas e ao surgimento de doenças, quando relacionada à condição de umidade do solo e ao microclima gerado pela irrigação, também é um fator que influência as decisões sobre o manejo


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da irrigação, em termos de quantidade de água a aplicar, freqüência de irrigação e até mesmo quanto ao horário da irrigação.

b) Solo

O solo possui grande influência sobre o manejo da irrigação. A profundidade, a textura e a composição dos diferentes horizontes irão influenciar a forma e a distribuição das raízes das plantas, delimitando o volume efetivamente utilizado para a extração de água. Estes fatores também determinam a capacidade de armazenamento de água e a forma como o solo retém a água disponível, liberando água para as plantas e para a atmosfera, com maior ou menor facilidade.

A passagem da água da superfície para o interior do solo (infiltração), proveniente das chuvas ou das irrigações, também depende destes fatores. O mesmo ocorre em relação à percolação, que é a passagem da água das camadas mais superficiais, onde se concentra o sistema radicular das plantas, para as camadas mais profundas, onde não ocorre aproveitamento de água pelas culturas.

c) Clima

O clima é o principal regulador da demanda de água para irrigação, pois temperatura, umidade relativa, radiação solar e velocidade do vento, dentre outras, são responsáveis pela transferência da água, na forma de vapor, diretamente do solo (evaporação) e da superfície das plantas (transpiração) para a atmosfera. Por outro lado, as precipitações constituem a principal fonte natural de água para as plantas podendo gerar tanto situações de escassez de água (déficit hídrico), quando ocorrem em quantidades inferiores à demanda das plantas, quanto situações de excesso de água (excesso hídrico), quando


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ocorrem em quantidades superiores à capacidade de armazenamento de água no solo.

Uma diferença marcante que existe ente o clima e os fatores anteriormente mencionados, é que enquanto as características do solo e da planta apresentam pouca variabilidade ao longo dos anos, as climatológicas apresentam grande variabilidade e incerteza, obrigando os técnicos, que elaboram os projetos de irrigação, a fazer projeções baseadas no histórico climático da região.

d) Condições locais

Dentre as condições locais que afetam o manejo da irrigação está a disponibilidade de informações, que diz respeito a fatores como: existência na propriedade de instrumentos para o acompanhamento (monitoramento) das condições climáticas e da umidade do solo; proximidade e acesso aos dados de estações climatológicas; e disponibilidade de assistência técnica.

A topografia do local também exerce influência sobre o manejo da irrigação, uma vez que áreas com maiores declividades favorecem o escorrimento da água na superfície do solo, reduzindo o tempo disponível para sua infiltração, podendo gerar problemas de uniformidade de sua distribuição, resultando em acúmulo nos pontos mais baixos e déficit nos pontos mais elevados.

A disponibilidade de água para a irrigação é outro aspecto que deve ser considerado no estabelecimento do manejo. Este deverá estar adequado à fonte de suprimento disponível (açude, arroio, poço, etc.) e aos volumes e vazões necessários ao longo do ciclo da cultura.

A realidade do produtor, em termos de disponibilidade de tempo, recursos financeiros e mão-de-obra, também deve ser levada em conta no planejamento da irrigação.


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e) Características de comercialização do produto

Aspectos relacionados com a finalidade e qualidade desejada para o produto também devem ser considerados no manejo da irrigação. Um exemplo, é o de frutas que tenham seu valor de mercado diferenciado em função da concentração de açúcar no momento da comercialização, como a produção de uvas para vinho. Nesta situação, a ocorrência de déficit hídrico, no período que precede a colheita, favorece a obtenção de frutos de melhor qualidade, devendo a irrigação ser restringida neste período.

f) Sistema de irrigação

Cada sistema de irrigação apresenta características diferenciadas em termos de consumo de água, distribuição de água no perfil do solo, eficiência de aplicação, mão-de-obra requerida e possibilidades de parcelamento da área irrigada em talhões, entre outras. Todas estas características influenciam a forma como deve ser manejada a irrigação.

3.2 A PLANTA E O MANEJO DA IRRIGAÇÃO

Como foi dito anteriormente o manejo da irrigação é influenciado por diversos aspectos relacionados às plantas. A seguir serão abordados alguns destes aspectos.

3.2.1 Sistema radicular

O pessegueiro apresenta um sistema radicular que inicialmente é pivotante, porém se ramifica e se desenvolve lateralmente com o crescimento da planta. As raízes são extensas e pouco profundas, localizando-se mais de 90% nos primeiros 50 cm de profundidade do solo. Para um maior


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aprofundamento do sistema radicular, a textura e a estrutura do solo tornam-se importantes, pois sua aeração é fundamental para seu máximo desenvolvimento.

O sistema radicular da cultura juntamente com as características do solo é que definem a quantidade de água disponível para a planta. Nas condições de solo da região de Pelotas os solos armazenam aproximadamente 50 mm (Tabelas 1.1, 1.2 e 1.3). Esta lâmina equivale a aproximadamente a 50 L/m2.

3.2.2 Resposta à disponibilidade de água

A planta de pessegueiro é originária da China, onde o volume de precipitações ao longo do ano é variável e baixo, possui ciclo fenológico adaptado a este tipo de condição. A dormência serve para escapar de épocas de frio, e a baixa necessidade de água permite produzir nesta condição restritiva. A falta de água ou escassez durante a fase vegetativa determina redução no consumo, sem influência na produtividade, e a mesma condição, durante a fase de crescimento lenta do fruto, pode determinar melhor qualidade à fruta, com aumento dos açúcares. A redução do tamanho dos frutos relacionada com a redução da umidade do solo, não determina ausência de produção de frutos e, portanto, não influi na preservação da espécie.

Devido às condições climáticas da região de origem, o pessegueiro apresenta, bem marcados e poucos, os períodos onde a falta de água reduz a produtividade de forma significativa. Uma das fases importantes onde a água é fundamental para a garantia de quantidade de células que definirão os seus frutos é o período de saída da dormência quando ocorre a polinização das flores. Nesta fase a falta de água pode reduzir o número de células bem como aumentar o abortamento de flores. Outra fase onde a água é fundamental


70

para o aumento do tamanho dos frutos é a de crescimento rápido dos frutos, que ocorre 2 a 3 semanas antes da maturação destes. Nesta fase o tamanho dos frutos é diretamente proporcional a disponibilidade de água no solo. A terceira fase importante é após a colheita onde a planta armazena energia para o próximo ciclo produtivo. Nesta fase, a planta necessita absorver nutrientes do solo e a disponibilidade de água é fator fundamental para isto.

Uma outra característica do pessegueiro é sua rápida hidratação. Alguns trabalhos mostram que após apresentar sintomas de severa deficiência de água, plantas submetidas à irrigação, apresentaram os mesmos níveis de hidratação das plantas que não sofreram falta de água. Isso determina que o stress hídrico durante alguns dias não é fator permanente de prejuízo fisiológico (Simões, 2007).

O pessegueiro responde ao estresse hídrico com redução de seu crescimento, sendo este o primeiro indicativo de deficiência hídrica. É possível de se observar que plantas submetidas à restrição hídrica reduzem o crescimento de brotações em curto prazo, assim como o diâmetro de seu tronco a mais longo prazo. O tamanho dos frutos também é afetado pela falta de água, principalmente quando esta ocorre no período de rápido crescimento dos frutos (Figura 3.1). Outro indicador de estresse hídrico é o funcionamento estomático, que aumenta a resistência à perda de água à medida que esta é reduzida em seus tecidos. A redução de água no solo também pode ser verificada com a medida do potencial da água na folha, feita na primeira hora da manhã, que pode ser verificada também através de tensiômetros, pois existe boa relação entre estas medidas (Simões, 2007). Outras reações da planta a restrição mais severa de água no solo é enrolamento e queda das folhas (Figura 3.2).


71

Figura 3.1 - Foto da variação do tamanho dos frutos de pessegueiro conforme a disponibilidade hídrica ao longo do ciclo da cultura (T1 mais água, T4 menos água). Embrapa Clima Temperado, 2006 (foto: Fabiano Simões).

Figura 3.2 - Níveis de desfolhamento devido à restrição

hídrica do pessegueiro cultivar Maciel. Pelotas, 2007 (foto: Fabiano Simões).

Na região de Pelotas, devido ao clima existente, as

cultivares precoces, que possuem uma fase de crescimento lento do caroço muito curta, são as que apresentam menor probabilidade de deficiência hídrica ao longo do ciclo vegetativo. Estas cultivares apresentam menor variação de


72

produtividade, porém com um potencial produtivo menor (Figura 3.3). Nestas plantas não foi avaliada a influência da irrigação após a colheita, que, nas condições desta região, apresenta uma elevada probabilidade de ocorrência de déficit hídrico no solo.

Figura 3.3 - Gráfico em Blox Plot da produção média

(Kg/planta) de 10 variedades de pessegueiro de ciclos precoce, médio e tardio, da coleção de plantas da Embrapa Clima Temperado. Pelotas, 2005.

Nos trabalhos realizados com pessegueiro verificou-se que este, nem sempre aumenta a produtividade com maior disponibilidade de água no solo. Verificou-se, também, que a redução do crescimento de ramos e do tamanho dos frutos são os principais indicativos de uma baixa disponibilidade de água


73

no solo. Isto mostra que o aumento da produtividade do pessegueiro não tem a mesma relação que as outras duas variáveis estudadas. Esta resposta da planta é verificada em trabalhos realizados em plantas adultas e por somente um ano, não permitindo se obter informação da resposta da produtividade da planta irrigada ao longo de vários ciclos de produção (Figura 3.4).

Figura 3.4 - Produção e número de frutos por planta de

pessegueiro cultivar Maciel, cultivados sob restrição hídrica baseada na Evapotranspiração máxima da cultura medida em lisímetro de pesagem. Pelotas, 2006.

3.3 SOLO E MANEJO DA IRRIGAÇÃO

Além de influenciar o crescimento do sistema radicular das plantas, o solo atua como um reservatório de água, que pode ser extraída pelas plantas, ou pode passar diretamente para a atmosfera. Entretanto, a atuação do solo como reservatório

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0% 20% 40% 60%

Restrição Hídrica

Prod

ução

trat

amen

to-1

(kg)

0

5

10

15

20

25

30

Núm

ero

de fr

utos

Produção Número de frutos

aa

a

a


74

não ocorre de forma estática, mas de forma dinâmica, ou seja, o solo não responde sempre da mesma forma às demandas das plantas e da atmosfera. A maior ou menor energia com que o solo retém a água depende, entre outros fatores, do próprio nível de armazenamento. Quanto maior a quantidade de água armazenada, menor a quantidade de energia que deverá ser aplicada para retirar água, enquanto que na medida em que o solo vai secando, esta vai aumentando.

A energia com que o solo retém a água é representada pela tensão da água no solo, enquanto que a medida da quantidade de água no solo é representada pela umidade do solo. A relação entre a tensão da água no solo e a umidade do solo é descrita pela curva de retenção de água no solo.

3.3.1 Umidade do solo

A umidade é um dos principais parâmetros relacionados a um adequado manejo do solo. A maior ou menor velocidade, com que o solo reduz sua umidade depende de uma série de fatores como do próprio solo (morfologia, textura, estrutura, etc.), da cobertura vegetal e do clima.

3.3.2 Tensão da água no solo

O solo é um sistema complexo, composto por uma série de partículas que constituem sua fase sólida; pela água que constitui sua fase líquida; e pelo ar que constitui sua fase gasosa. No solo, as interfaces entre estas três fases são muito extensas, propiciando a ocorrência de uma série de fenômenos que interagem entre si, como a tensão superficial, coesão, adesão, adsorção e muitas outras.

A textura e a estrutura do solo têm grande influência nos mecanismos de retenção de água no solo. Em solos de textura argilosa, devido à distribuição mais uniforme dos poros


75

e à grande área específica, a curva de retenção tem uma forma mais suave e os valores de tensão, para um mesmo valor de umidade, são mais elevados do que nos solos de textura mais grosseira. A Figura 3.5 apresenta a forma geral das curvas de retenção para solos argilosos e arenosos.

Existem alguns valores de umidade do solo que são de especial interesse para uma série de determinações utilizadas em várias áreas do planejamento agrícola, dentre eles, a umidade no ponto de saturação, na capacidade de campo e no ponto de murcha permanente.

Ponto de saturação (PS): corresponde ao valor da umidade do solo em que todos os poros estão cheios de água.

Capacidade de campo (CC): corresponde ao valor máximo da umidade que um determinado tipo de solo pode reter. Para efeitos práticos, a capacidade de campo corresponde a tensões de água no solo que variam em torno de 10 kPa a 33 kPa (0,1 a 0,33 atmosferas).

Ponto de murcha permanente (PMP): corresponde ao valor da umidade no solo quando ocorre e persiste o murchamento das plantas mesmo com a reposição de água. O ponto de murcha permanente é utilizado como um indicador do limite inferior da capacidade de água disponível do solo, pois representa o valor da umidade, abaixo do qual a quantidade de água que a planta retira do solo é inferior à quantidade que ela transpira, aumentando o déficit de água na planta, de tal forma que a continuidade do processo causará a morte da planta. Para a maioria dos cultivos agrícolas, usualmente se considera o ponto de murcha permanente como sendo a umidade correspondente a uma tensão de água no solo de 1500 kPa (15 atmosferas).


76

UMIDADE

TEN

SÃO

DA

ÁG

UA

NO

SO

LO

ARGILOSO

ARENOSO

Figura 3.5 - Forma geral das curvas de retenção de água, para

solos argilosos e arenosos.

As tensões correspondentes à capacidade de campo e ao ponto de murcha permanente sofrem variações em função do tipo de solo e planta, o que confere pouco significado físico aos valores médios acima especificados. Apesar disso, para a maioria das soluções práticas, estes valores são adotados para o cálculo da capacidade de água disponível (CAD) no solo, para as plantas.

3.3.3 Capacidade de água disponível

Expressando a umidade, com base no peso seco do solo, a capacidade de água disponível pode ser estimada através da seguinte equação:


77

erPMPCC PdUUCAD ⋅⋅

−=

100)( (3.1)

onde: CAD = capacidade de água disponível no solo (mm); UCC = umidade do solo na capacidade de campo (% do

peso); UPMP = umidade do solo no ponto de murcha

permanente (% do peso); dr = densidade relativa do solo; Pe = profundidade efetiva do sistema radicular (mm).

Se a umidade for expressa com base no volume, a Expressando a umidade, com base no volume do solo,

a CAD pode ser estimada através da seguinte equação:

ePMPCC PCAD ⋅−= )( θθ (3.2)

onde: θCC = umidade do solo na capacidade de campo (cm3/cm3);

θPMP = umidade do solo no ponto de murcha permanente (cm3/cm3).

A profundidade efetiva corresponde à profundidade do

solo para a qual se deseja determinar a capacidade de armazenamento de água. Ela depende da profundidade do sistema radicular da cultura.

A capacidade de água disponível do solo é expressa na mesma unidade que a profundidade efetiva (geralmente mm ou cm), representando a altura da lâmina de água que o solo pode armazenar entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente, delimitada pela profundidade efetiva. Esse conceito leva em consideração que a água do solo entre a umidade correspondente à saturação e à capacidade de campo


78

não está disponível para as plantas, sendo removida, pela ação da gravidade, da camada correspondente à profundidade efetiva, para as partes mais profundas do perfil do solo. Apesar do solo ainda reter água, abaixo do ponto de murcha permanente, esta parcela da umidade não é considerada no cálculo da CAD. Em termos de disponibilidade de água para as plantas, pode-se dizer que o reservatório do solo está cheio, quando é atingida a capacidade de campo, e que está vazio quando é atingido o ponto de murcha permanente (Figura 3.6).

Na ausência de precipitação, a umidade do solo decresce continuamente. Este decréscimo é mais rápido quando o solo está acima da capacidade de campo, pois a água retida nos macroporos é facilmente removida pela drenagem natural. O processo de evapotranspiração, que engloba a evaporação da água do solo e a transpiração das plantas, também reduz a umidade do solo. A partir do momento em que o solo atinge a capacidade de campo o decréscimo de umidade se torna mais lento, pois a drenagem natural cessa, restando apenas o processo de evapotranspiração. Na medida em que o valor da umidade do solo se aproxima do ponto de murcha permanente a tensão da água no solo aumenta, dificultando a saída de água pelo processo de evapotranspiração, diminuindo a taxa de perda de água do solo.


79

SOLOSOLO

CAPACIDADE DE ÁGUA DISPONÍVEL NO SOLO

PMPPMP

CC CADCC CADCADAR

“SÓLIDOS”

ÁGUA

ARAR

“SÓLIDOS”“SÓLIDOS”

ÁGUAÁGUA

Pe

PS

Figura 3.6 - Representação da capacidade de água disponível

no solo.

Quando a umidade do solo está abaixo do ponto de saturação e ocorre uma precipitação, a parcela que infiltra no solo causa um aumento na umidade.

A Figura 3.7 ilustra, de forma esquemática, o comportamento da umidade do solo em função do tempo e da ocorrência de precipitação.

Figura 3.7 - Variação da umidade do solo em função do

tempo e da ocorrência de precipitação (Tavares, 2003).


80

3.3.3.1 Profundidade efetiva

O desenvolvimento do sistema radicular das plantas ocorre a diferentes profundidades, sendo influenciado pelo tipo de planta, além de outros fatores, como a disponibilidade de água às raízes e as características do perfil do solo relacionadas à sua resistência mecânica, aeração e fertilidade.

Na irrigação, a profundidade efetiva do sistema radicular é um dos parâmetros básicos para projetos e para o manejo da água. A profundidade efetiva é a profundidade medida a partir da superfície do solo até onde se concentra a maior parte (75 a 90%) das raízes absorventes. Ela constitui a profundidade a ser umedecida pela irrigação e determina o volume de solo no balanço hídrico da cultura.

As condições de solo e clima fazem com que as diferentes espécies de plantas desenvolvam suas raízes a diferentes profundidades. Na Tabela 2.1 são apresentados alguns valores de profundidade efetiva das raízes de algumas culturas.

3.3.4 Lâmina de irrigação

A irrigação visa complementar as necessidades hídricas da planta retirada, de forma conjunta, pela evaporação da água do solo e transpiração das plantas.

A quantidade de água que deve ser colocada no solo, no momento da irrigação, pode ser expressa como uma altura de lâmina de água. Esta altura é denominada lâmina líquida e representa a quantidade de água que deverá ser fornecida pelo sistema de irrigação, para que o solo atinja a capacidade de campo.

A lâmina líquida é a quantidade de água que está compreendida entre a capacidade de campo (CC) e a umidade


81

de irrigação (UI). A umidade de irrigação é o valor da umidade em que o solo se encontra no momento de iniciar a irrigação.

Considerando que o solo esteja inicialmente na capacidade de campo e que não ocorram precipitações, com o passar dos dias, a umidade do solo irá diminuindo gradualmente, até atingir o ponto crítico da cultura, a partir do qual a perda de produtividade se torna significativa economicamente. Este ponto crítico corresponde à umidade de irrigação e varia de acordo com a cultura e com o estágio de desenvolvimento da mesma. O ponto crítico de cada cultura é definido pelo potencial (tensão) de água no solo abaixo do qual a planta começa a apresentar queda significativa de produtividade (Tabela 3.1).

A equação para determinação da lâmina líquida possui uma estreita relação com a da capacidade de água disponível no solo, podendo ser expressa da seguinte forma:

eUICCL PL ⋅−= )( θθ (3.3)

onde: LL = lâmina líquida (mm); θCC = umidade do solo na capacidade de campo

(cm3/cm3); θUI = umidade do solo no momento de irrigar

(cm3/cm3).

Quando o solo atinge a umidade de irrigação (ponto crítico) não significa que o solo está sem água ou atingiu o ponto de murcha permanente. Neste ponto o solo ainda possui certa quantidade de água disponível, que a planta consegue extrair para o seu desenvolvimento, mas com um esforço (gasto de energia) cada vez maior, que poderá afetar o desenvolvimento da cultura.


82

Tabela 3.1- Níveis mínimos de potenciais de água do solo para diversas culturas em períodos de altas e baixas evapotranspirações (Klar, 1992).

Cultura Potencial deágua do solo

(bar) Cultura

Potencial de água do solo

(bar) Alfafa Banana Feijões Repolho Cenoura Cítrus Trevos Algodão Cucurbitáceas Plantas ornamentais Videiras Pastagens Alface Milho

-0,5 a -1,0 -0,3 a -1,5 -0,6 a -1,0 -0,6 a -1,0 -0,5 a -0,7 -0,5 a -1,0 -0,3 a -0,6 -1,0 a -2,0 -1,0 a -2,0

-0,2 a -0,5 -0,4 a -1,0 -0,4 a -1,0 -0,4 a -0,6 -0,5 a -1,0

Melão Cebola Ervilha Batata Arroz Grãos pequenosSorgo Soja Morango Beterraba açucareira Cana-de-Açúcar Tomate Trigo

-0,3 a -0,45 -0,35 a -0,45 -0,3 a -0,8 -0,3 a -0,7

Saturação ou Próximo a -0,4 a -1,0 -0,6 a -1,3 -0,5 a -1,0 -0,2 a -0,5

-0,5 a -0,8

-0,6 a -1,5 -0,4 a -1,0 -0,4 a -1,0

3.3.5 Água disponível

A água disponível (AD) é a quantidade de água presente no solo em um dado momento. Se for conhecida a umidade do solo no momento considerado, denominada umidade atual (UA), a água disponível neste momento será aquela quantidade de água que se encontra entre a umidade


83

atual e o ponto de murcha permanente. A lâmina de água presente no solo, correspondente à água disponível, pode ser determinada pela expressão:

ePMPUA PAD ⋅−= )( θθ (3.4)

onde: AD = água disponível no solo (mm); θUA = umidade atual do solo (cm3/cm3); θPMP = umidade do solo no ponto de murcha

permanente (cm3/cm3).

Se a água disponível for calculada para o momento que antecede a irrigação, será obtida a quantidade de água que ainda resta no solo quando este alcançar o ponto crítico para a cultura. Neste caso, a água disponível corresponde à quantidade de água que está compreendida entre a umidade de irrigação e o ponto de murcha permanente, podendo ser expressa como:

ePMPUI PAD ⋅−= )( θθ (3.5)

onde: AD = água disponível no solo (mm); θUI = umidade de irrigação (cm3/cm3);

Neste caso específico, a água disponível será a diferença entre a capacidade de água disponível e a lâmina líquida.

Para que estas determinações possam ser feitas, é necessário dispor da curva característica de água no solo, determinada em um laboratório de solos, para o local do projeto, bem como dispor de um método que permita o monitoramento ou a estimativa da umidade do solo.

A escolha criteriosa da umidade de irrigação é muito importante, pois irá determinar a quantidade de água disponível que ainda restará no solo no momento da irrigação. Esta água


84

disponível poderá ter uma função de reserva no caso de ocorrerem imprevistos que atrasem a irrigação, como falta de energia por períodos prolongados, causadas por panes em transformadores ou falhas no suprimento de água causadas por pane no conjunto moto-bomba, ou rompimento de tubulações ou canais de condução de água.

A Figura 3.8 ilustra a relação entre a umidade e a tensão da água no solo. A relação entre estas duas variáveis e a disponibilidade de água para as plantas pode ser descrita da seguinte forma:

• no ponto (a) o solo está em capacidade de campo e o reservatório de água para as plantas está cheio. A tensão da água no solo é baixa, portanto as plantas conseguem realizar a extração de água com um pequeno consumo de energia;

• no ponto (b) o solo atingiu a umidade de irrigação, sendo mostradas no detalhe as representações da lâmina líquida e da lâmina correspondente à água disponível neste ponto. Nesta situação, a tensão da água no solo atinge o ponto crítico para a cultura, ou seja, a partir deste ponto, o gasto de energia realizado pela planta resulta em queda significativa de produtividade;

• no ponto (c) o solo está em ponto de murcha permanente, e o reservatório de água, para as plantas, está vazio. Embora ainda exista água no solo, a mesma está retida com uma tensão que dificulta a extração de água pela cultura.


85

UMIDADE DO SOLO

TEN

SÃO

DA

ÁG

UA

NO

SO

LO CC

PMP

UI

UMIDADE DE IRRIGAÇÃO

PMP

PONTO CRÍTICO

CCUI

LL

AD

(a)

(b)

(c)

LL

Figura 3.8 - Relação entre o potencial crítico da cultura e a

umidade do solo na curva de retenção de água do solo.

3.3.6 Lâmina bruta

Os métodos de irrigação não são capazes de fornecer água ao solo com 100% de eficiência. Os diferentes métodos apresentam perdas de parte da água aplicada, ou seja, nem toda a água aplicada fica armazenada na camada de solo correspondente à profundidade efetiva. As perdas que ocorrem podem ser ocasionadas por percolação profunda, por escoamento superficial e por evaporação. Sendo assim, deve-se acrescentar uma lâmina de água um pouco maior do que a lâmina líquida para compensar estas perdas. A lâmina total de água aplicada, que engloba a lâmina líquida mais a água utilizada para compensar estas perdas, é denominada lâmina bruta (LB). A razão entre a lâmina líquida e a lâmina bruta corresponde à eficiência de aplicação da irrigação. Quanto


86

menores as perdas, mais a lâmina bruta se aproxima da lâmina líquida e a eficiência de aplicação se aproxima de 1,0 (100%). Conhecida a eficiência de aplicação esperada na irrigação, a lâmina bruta pode ser estimada pela expressão:

a

LB E

LL = (3.6)

onde: LB = lâmina bruta (mm); LL = lâmina líquida (mm); Ea – eficiência de aplicação (decimal).

Cada sistema de irrigação apresenta uma eficiência, que varia em função das características próprias de cada sistema e das condições de implantação e manejo do mesmo.

3.4 DEMANDA DE ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO

A correta determinação da quantidade de água necessária para a irrigação, é um dos principais parâmetros para que o planejamento, o dimensionamento e o manejo de um sistema de irrigação sejam feitos de forma adequada, bem como para a avaliação das necessidades de captação, armazenamento e condução de água e avaliação das fontes de suprimento disponíveis.

Quando a quantidade de água a ser aplicada pela irrigação for superestimada, têm-se como conseqüência sistemas de irrigação superdimensionados, encarecendo o custo da irrigação por unidade de área. Também ocorre aplicação de água em excesso, que poderá acarretar danos à cultura, lixiviação dos nutrientes, elevação do lençol freático, podendo acarretar perdas de produtividade. Por outro lado, quando a quantidade de água aplicada na irrigação for subestimada, tem-se o subdimensionamento do sistema de irrigação, podendo não


87

se obter os benefícios da correta manutenção de umidade, devido à incapacidade do sistema em irrigar a área de projeto.

A demanda de água por irrigação é a diferença entre a água consumida pelo processo de evapotranspiração, em determinado período de tempo, e a quantidade de água fornecida pelas chuvas neste mesmo intervalo de tempo (Figura 3.9).

Figura 3.9 - Ilustração de demanda (adaptado de Hartwig et

al., 2004).

A demanda por irrigação pode ser expressa pela equação:

PEETD C −= (3.7)

onde: D = lâmina correspondente à demanda de água (mm); ETC = evapotranspiração da cultura (mm); PE = precipitação efetiva (mm).


88

Na determinação da demanda existem outras variáveis envolvidas, mas como suas grandezas são pequenas, comparadas com a evapotranspiração e a precipitação, podem ser desprezadas.

Um outro aspecto importante, quando se trabalha com ETC e PE para estabelecer a demanda por irrigação, é a característica climática da região onde será implantado o sistema de irrigação, sendo necessário diferenciar regiões de clima úmido ou seco.

Em regiões de clima úmido ou semi-úmido, onde as precipitações ocorrem mais freqüentemente, como é o caso do Rio Grande do Sul, faz-se uma irrigação suplementar, ou seja, o sistema de irrigação irá repor somente a quantidade que a precipitação não supriu. Neste caso a demanda é determinada da forma apresentada anteriormente.

Em regiões de clima árido ou semi-árido, como os valores de precipitação são muito baixos, esta pode ser desconsiderada para o cálculo da demanda por irrigação, sendo considerada somente a ETC. Neste caso a irrigação é classificada como irrigação total. O mesmo se aplica para culturas produzidas em ambientes protegidos.

3.4.1 Fases de planejamento e operação

Quando se pretende utilizar a umidade do solo para determinar as necessidades de irrigação, em nível operacional, ou seja, em curto prazo, é necessário recorrer a métodos para determinação direta do valor da umidade ou métodos para determinação das tensões da água no solo, que poderão ser utilizadas para estimar os valores de umidade, através da curva característica do solo, previamente determinada.

Entretanto, quando o objetivo é a determinação, em longo prazo, da necessidade de água, em um determinado período, visando o planejamento das atividades de irrigação ou


89

o dimensionamento das necessidades de equipamentos, deve-se recorrer à determinação de séries históricas de umidade do solo, obtidos a partir das séries históricas disponíveis de dados meteorológicos. No caso da umidade do solo, são raros os locais onde existam séries históricas de medições diretas desta variável (ou da tensão da água no solo), sendo necessário recorrer à realização de balanços hídricos, para obter séries históricas de conteúdo de água no solo.

Na fase de elaboração de um projeto de irrigação, é necessário trabalhar com valores mensais de precipitação e evapotranspiração de referência. Como estes valores mudam de um mês para o outro e os valores de KC variam de acordo com os estádios da cultura, o número de fase com diferentes demandas resultantes, é superior ao número de meses e de estádios da cultura, como está exemplificado na Figura 3.10.

6421

II IVIIII

753Demanda

Estágios(kc)

Mês 4Mês 3Mês 2Mês 1Evapotranspiração (Eto)

Mês 4Mês 3Mês 2Mês 1Precipitação(PE)

6421

II IVIIII

753Demanda

Estágios(kc)

Mês 4Mês 3Mês 2Mês 1Evapotranspiração (Eto)

Mês 4Mês 3Mês 2Mês 1Precipitação(PE)

Figura 3.10 - Ilustração da obtenção das diferentes fases de

demanda de irrigação, em função da variação mensal das variáveis climatológicas e dos diferentes estádios da cultura.

3.5 FREQÜÊNCIA DE IRRIGAÇÃO

A freqüência de irrigação (F) representa o espaço de tempo, entre duas irrigações sucessivas. Sua função é garantir o suprimento de água para as plantas de acordo com suas necessidades, nos diferentes estádios de desenvolvimento.


90

A freqüência de irrigação pode ser representada pela seguinte equação:

DL

F L= (3.8)

onde: F = freqüência de irrigação, isto é, o tempo entre duas irrigações sucessivas (dias);

LL = lâmina líquida (mm); D = lâmina correspondente à demanda diária de água

(mm/dia).

No caso de irrigação total, quando as precipitações não são levadas em conta, a freqüência pode ser determinada por:

C

L

ETLF = (3.9)

onde: ETC = evapotranspiração diária da cultura (mm/dia).

No caso de irrigação suplementar, quando as precipitações são relevantes na determinação da demanda, a freqüência pode ser determinada por:

PEETL

DLF

C

LL

−== (3.10)

onde: PE = precipitação efetiva diária (mm/dia).

A freqüência de irrigação e seu efeito sobre a umidade do solo, pode ser representada graficamente, como mostra a Figura 3.11.


91

Figura 3.11 - Variação da umidade do solo em função do

tempo, da ocorrência de precipitação e da irrigação (Tavares, 2003).

3.5.1 Lâmina líquida corrigida

Em geral, o cálculo da freqüência resulta em um número não inteiro, o qual deve ser arredondado, para mais ou para menos, de forma a obter o valor efetivamente utilizado como freqüência o que o manejo. Este arredondamento (ou correção) irá causar uma variação no valor da demanda total entre duas irrigações consecutivas.

Dessa forma, para evitar a colocação excessiva ou deficiente de água no solo, deve ser realizado um ajuste no valor da lâmina líquida a ser aplicada. O valor ajustado da lâmina de irrigação é denominado lâmina líquida corrigida, podendo ser expressa como:

DFL aLc ⋅= (3.11)

onde: LLc = lâmina líquida corrigida (mm); Fa = freqüência de irrigação ajustada (dias); D = demanda de água (mm/dia).


92

Da mesma forma, é necessário ajustar o valor da lâmina bruta utilizando a equação 3.12.

a

LcBc E

LL = (3.12)

onde: LBc = lâmina bruta corrigida (mm); LLc = lâmina líquida corrigida (mm); Ea = eficiência de aplicação (decimal).

3.5.2 Tempo de irrigação

Tempo de irrigação é o tempo necessário para que, após iniciada a irrigação de uma parcela ou talhão, toda a parcela receba a quantidade de água necessária para que o solo atinja o nível de umidade desejado.

O cálculo do tempo de irrigação varia de acordo com o método de irrigação utilizado. De maneira genérica, o tempo de irrigação depende do volume de água que deve ser aplicado durante a irrigação e da vazão fornecida pelo sistema de irrigação. Esta relação genérica pode ser expressa da seguinte forma:

QVolTi = (3.13)

onde: Ti = tempo de irrigação (horas); Vol = volume a ser aplicado (m3); Q = vazão do sistema de irrigação (m3/h).

O volume de água que deve ser aplicado depende da lâmina bruta, calculada para atender a demanda, e da área sobre a qual esta lâmina deve ser distribuída (Figura 3.12), podendo ser expresso como:

ALVol B ⋅⋅= 10 (3.14)


93

onde: Vol = volume a ser aplicado (m3); LB = lâmina bruta (mm); A = área irrigada (ha).

É preciso salientar que este cálculo genérico é válido apenas para os casos em que a irrigação molhe toda a superfície da parcela irrigada, o que não ocorre nos métodos de irrigação localizada. Na irrigação localizada, o volume de água, que deve ser aplicado por cada emissor, pode ser calculado multiplicando a lâmina bruta pela área molhada pelo emissor.

SOLOSOLO

LB

VOLUMEDE ÁGUAVOLUMEDE ÁGUA

Figura 3.12 - Representação do volume de água aplicado na

irrigação.

3.5.3 Período de irrigação

Depois de estabelecida a freqüência de irrigação, deverá ser definido o período de irrigação, que corresponde ao número de dias que serão utilizados para completar a irrigação em toda a área irrigada. O período de irrigação pode ser no máximo igual à freqüência de irrigação, mas, normalmente, se estabelece um dia a menos que a freqüência, ou seja:

1−= FP (3.15)

onde: P = período de irrigação (dias);


94

F = freqüência de irrigação (dias). Este procedimento é adotado como uma medida

preventiva, pois caso o sistema de irrigação necessite ser desativado para execução de reparos e manutenção, esse dia, previsto como sem irrigação, servirá para compensar as eventuais paradas. Por outro lado, também servirá para o irrigante ter um dia de folga nas atividades de irrigação.

3.6 TIPOS DE MANEJO E INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS

O manejo da irrigação consiste na definição dos métodos que serão utilizados para responder as duas questões centrais da prática da irrigação:

• Quando irrigar? • Qual a quantidade de água a ser utilizada? Existem diferentes formas de monitoramento da

necessidade de irrigação no pomar. Podemos citar dois dos principais métodos utilizados:

• Método baseado em balanço hídrico; • Método baseado em indicadores da umidade do

solo.

3.6.1 Manejo baseado em balanço hídrico

Isoladamente, as variáveis climatológicas são de pouca utilidade para a determinação das condições de umidade do solo. Para acompanhar o comportamento do teor de água do solo, é necessário avaliar, de forma conjunta, o efeito de cada uma das variáveis e suas interações (Figura 3.13). Isto pode ser conseguido, em uma base diária, pela realização de um balanço hídrico do conteúdo de água no solo. Neste balanço, são computadas as diversas formas de entrada e saída de água do


95

solo, tomando por base a camada do solo delimitada pela profundidade efetiva. Este balanço pode ser descrito pela seguinte equação:

Cii ETPEADAD −+= −1 (3.16)

onde: ADi = lâmina de água armazenada no solo no dia i (mm);

ADi-1 = lâmina de água armazenada no solo no dia anterior (mm);

PE = precipitação efetiva (mm); ETC = evapotranspiração da cultura (mm).

SOLOSOLO

Percolação

Evapotranspiração

Precipitação

Escorrimento superficial

Infiltração

Figura 3.13 - Representação esquemática dos fluxos do

balanço hídrico.

A lâmina de água armazenada no solo está relacionada com a umidade do solo conforme a equação:

eii PAD ⋅= θ (3.17)

onde: θi = umidade do solo no dia i (cm3/cm3);


96

Pe = profundidade efetiva do sistema radicular (mm). Na grande maioria dos balanços hídricos, a lâmina de

água disponível no solo fica limitada entre zero e 100% da capacidade de água disponível no solo, ou seja:

CADADi ≤≤0 (3.18)

Para os períodos em que o valor de (ADi-1 + PE - ETC) exceda a capacidade de água disponível, o valor excedente é desconsiderado, por representar perdas como escoamento superficial e/ou percolação e (ADi = CAD), uma vez que a água disponível não pode ultrapassar a CAD.

Por outro lado, para períodos em que o valor de (ADi-1 + PE - ETC) fique negativo, é considerado que (ADi = 0), uma vez que não podem ocorrer valores negativos de água disponível.

Na Tabela 3.2 é apresentado um exemplo simplificado de balanço hídrico, para um solo com 50 mm de capacidade de armazenamento de água.

A Figura 3.14 ilustra um exemplo de planilha de cálculo de balanço hídrico, para determinação da demanda e respectivos tempos de irrigação, em um sistema de manejo com datas fixas de irrigação utilizada em pomares de pessegueiro da região do Pólo Produtivo de Pelotas, RS.

Tabela 3.2- Exemplo de balanço hídrico, para um solo com 50 mm de capacidade de armazenamento de água.

AD (mm)

PE (mm)

ETC (mm)

AD + PE + ETC (mm)

50 0 5 45 45 15 4 56 50 0 7 43 43 0 6 37 37 0 7 30 30 ... ... ...


97

Figu

ra 3

.14

-Exe

mpl

o de

bal

anço

híd

rico,

com

cál

culo

dos

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pos

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rigaç

ão, o

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0 - E

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ação

(h).


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3.6.2 Manejo baseado na umidade do solo

Nesta modalidade de manejo a umidade do solo precisa ser monitorada a fim de que sejam obtidos os valores de demanda de irrigação, em função da umidade. Como já foi visto, a água disponível pode ser determinada pela equação 3.17.

Neste caso, a demanda por irrigação no dia i pode ser expressa por:

ii ADCADD −= (3.19)

onde: Di = demanda por irrigação no dia i (mm); CAD = capacidade de água disponível (mm).

3.6.2.1 Métodos de estimativa e monitoramento

Pode-se monitorar o comportamento do conteúdo de água do solo, tanto para tomada de decisões em nível operacional (curto prazo), como para tomada de decisões em nível de planejamento (longo prazo). No primeiro caso, o valor da umidade do solo é diretamente utilizado para estimar as necessidades de irrigação em curto prazo, enquanto que no segundo caso, as variações do conteúdo de umidade do solo, podem ser utilizadas para aferir e calibrar o modelo de balanço hídrico adotado.

3.6.3 Manejo com lâmina de irrigação fixa

Nesta modalidade de manejo é estabelecida uma lâmina fixa de irrigação. Neste caso a quantidade de água a ser colocada será a mesma em todas as irrigações, mas o intervalo de tempo entre as irrigações será variável, em função da demanda.


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Se o manejo estiver sendo baseado em balanço hídrico, o momento da irrigação será aquele em que a demanda acumulada igualar o valor da lâmina líquida de irrigação.

Se o manejo estiver sendo baseado em monitoramento da umidade do solo, o momento da irrigação será aquele em que a umidade do solo atinja a umidade de irrigação, ou a tensão da água no solo atinja a tensão crítica para a cultura.

3.6.4 Manejo com data de irrigação fixa

Nesta modalidade de manejo são fixados os intervalos de tempo entre as irrigações. Sendo assim as datas de irrigação serão pré-estabelecidas, mas a quantidade de água a ser aplicada irá variar de uma irrigação para outra, em função da demanda no período entre duas irrigações.

Neste caso, se o manejo estiver sendo baseado em balanço hídrico, a quantidade de água a ser colocada (lâmina líquida) será determinada pela demanda acumulada no período.

Caso o manejo seja baseado em monitoramento da umidade do solo, a lâmina líquida será determinada pela diferença entre a capacidade de água disponível e o total de água disponível no dia da irrigação, que é obtido a partir do valor da umidade do solo.

3.6.5 Outros aspectos relacionados ao manejo

Em regiões onde as precipitações são escassas durante o ciclo vegetativo do pessegueiro, é recomendado que o manejo da cultura seja feito com restrição de água em algumas fases da cultura, visando melhora da qualidade e economia de água. Durante as fases I e II de crescimento do fruto, pode-se diminuir em até 65% da evapotranspiração máxima da cultura, podendo equivaler a uma economia de água de 1.600 m3/ha.


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Uma outra maneira de se manejar a água da cultura, é manter o nível de umidade do solo entre 50% e 75% da capacidade de água disponível (equação 3.1), durante as fases com maior restrição, e acima de 75% da CAD durante as fases de menor restrição. Os tensiômetros (Figura 1.9) também podem ser usados no manejo da água visto que, por possuírem boa relação com o potencial de base da água na folha, pode-se manejar a água durante a fase II do crescimento do fruto, com potenciais em torno de -0,8 MPa (100 kPa = 760 mm Hg).

3.6.5.1 Cuidados necessários

Ao definir o manejo da irrigação, deve ser considerada a possibilidade de surgimento de alguns efeitos negativos. Um exemplo é a criação de um microclima mais propício ao surgimento de doenças, especialmente aquelas resultantes da ação de fungos. A associação entre as temperaturas mais altas, em dias mais quentes, com a maior umidade propiciada pela irrigação, gera um ambiente favorável ao desenvolvimento de microorganismos.

Neste aspecto, também deve ser levado em consideração que os diferentes métodos de irrigação apresentam características de molhamento distintas. Enquanto alguns métodos molham apenas uma reduzida parcela do solo, como no caso do gotejamento, outros molham todo o solo e toda a planta, como no caso da aspersão.

Um outro efeito adverso da irrigação pode surgir em regiões onde os solos são rasos, pela existência de uma camada de baixa permeabilidade, a pouca profundidade, apresentando deficiência de drenagem. Nesta situação, por apresentar pequena capacidade de armazenamento de água, o solo pode passar rapidamente de uma condição de déficit hídrico para uma condição de saturação (encharcamento). Nestes solos, como a irrigação evita que a umidade atinja valores muito


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baixos, pode aumentar a ocorrência e a duração dos períodos de encharcamento causados pelas chuvas. O encharcamento do solo, além de aumentar a incidência de problemas fitossanitários, também causa a redução da aeração do solo, provocando perdas de produtividade, que irão variar de acordo com a tolerância da cultura ao encharcamento. O trânsito de máquinas e as operações de campo também são prejudicadas pelo encharcamento. Sendo assim, o manejo da irrigação em locais com estas características, deve ser realizado em conjunto com um atento acompanhamento das previsões climáticas.

3.7 SISTEMAS E MÉTODOS DE IRRIGAÇÃO

3.7.1 Métodos de Irrigação por gravidade

Dos sistemas que compõem o método de irrigação por superfície, o de sulcos é o que apresenta maior aplicação em fruteiras (Reisser Júnior e Carvalho, 2003). O sistema apresenta, como desvantagens, a dificuldade de circulação de máquinas, a manutenção dos sulcos e a grande necessidade de mão-de-obra.

3.7.2 Irrigação por aspersão

Apesar de não ser o método mais indicado para pomares de pessegueiro já formados, a irrigação por aspersão é muito empregada na produção de mudas.

Este método consiste na dispersão de água sobre a cultura, utilizando-se, para isso, conjunto de moto-bomba, tubulação, aspersores e acessórios.

As principais vantagens são: não necessitar de sistematização do terreno, poder ser utilizado em solos com quaisquer taxas de infiltração ou retenção de água e não


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apresentar perdas na condução ou por escoamento superficial quando bem manejado.

O método apresenta como principais desvantagens: necessitar de altos volumes de aplicação; apresentar baixo rendimento; requerer altas pressões para funcionamento e, conseqüentemente, consumir muita energia; molhar toda a área e a folhagem das plantas; possuir alto custo de implantação; ter sua utilização limitada pelo vento; necessitar de água de boa qualidade para irrigação.

3.7.3 Irrigação localizada

A irrigação localizada caracteriza-se por adicionar água ao solo com maior freqüência e em volumes menores, procurando oferecer umidade adequada à região do solo onde as raízes se distribuam.

As principais vantagens do sistema, para fruteiras, são: manter a produtividade com menores volumes de água; utilizar baixa pressão para operação; não molhar as folhas das plantas; operar em cultivos implantados em solos de alta e baixa capacidade de infiltração; aplicar fertilizantes junto com a água; não necessitar de nivelamento de solo; não apresentar limitações de topografia; ser automatizado e operar 24 horas por dia; apresentar elevada eficiência de aplicação; molhar somente a área junto ao gotejador, o que reduz o aparecimento de invasoras; permitir o uso de água com teores de sais mais elevados do que no método de aspersão; e necessitar pouca mão-de-obra para funcionamento.

As principais desvantagens são: elevado custo de implantação; ocorrência de entupimentos (por fatores biológicos, químicos e físicos); baixa vida útil do equipamento; e acúmulo de sais nas laterais do bulbo úmido. Salienta-se ainda que o sistema de gotejamento não pode ser utilizado para


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controle de geadas e necessita de experimentação local para se maximizar os resultados obtidos com o sistema.

3.8 EFICIÊNCIA DE IRRIGAÇÃO

De forma geral, a eficiência de irrigação diz respeito à relação entre a quantidade de água necessária para atender à demanda das plantas e a quantidade efetivamente utilizada. A eficiência pode ser abordada sob diferentes aspectos, sendo os mais comuns os seguintes:

3.8.1 Eficiência de aplicação

Nem toda água distribuída sobre a área irrigada, pelo sistema de irrigação, fica efetivamente à disposição das plantas. Uma parcela do volume aplicado não fica armazenada na camada de solo delimitada pela profundidade efetiva. Esta parcela é formada pelas perdas de água que ocorrem na área irrigada. Estas perdas podem apresentar grandes variações, de acordo com o sistema de irrigação utilizado, condições climáticas no momento da irrigação, adequação do projeto, operação do sistema, entre outros fatores. As formas mais comuns de perdas durante a aplicação de água são:

• Perdas por evaporação: que ocorrem quando parte da água aplicada durante a irrigação evapora antes de infiltrar no solo.

• Perdas por escorrimento superficial: que ocorrem quando parte da água aplicada escorre sobre a superfície do solo, ao invés de infiltrar.

• Perdas por percolação: surgem quando ocorre aplicação excessiva de água, elevando a umidade do solo acima da capacidade de campo. O excesso de água é drenado por ação da gravidade, saindo da


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camada explorada pelo sistema radicular das plantas.

A eficiência de aplicação pode ser expressa como a razão entre o volume de água que fica efetivamente armazenado no solo, à disposição das plantas e o volume total aplicado durante a irrigação, como segue:

100VolVol

A

D ×=aE (3.20)

onde: Ea = eficiência de aplicação (%); VolD = volume disponibilizado para as plantas (m3); VolA = volume aplicado pelo sistema de irrigação

(m3). Considerando que o volume de água que deve ser

disponibilizado para as plantas é representado pela lâmina líquida de irrigação e que o volume total aplicado é representado pela lâmina bruta, então a eficiência de aplicação pode ser calculada de acordo com a equação a seguir:

100LL

B

L ×=aE (3.21)

onde: Ea = eficiência de aplicação (%); LL = Lâmina líquida (mm); LB = Lâmina bruta (mm).

De maneira geral, os métodos de irrigação por gravidade, como inundação, faixas ou sulcos, a eficiência de aplicação pode variar desde valores inferiores a 45% até valores em torno de 70%. Para os métodos de irrigação por aspersão, estes valores ficam em torno de 65 a 85%, enquanto que para os métodos de irrigação localizada, como gotejamento e microaspersão, variam de 80 a 95%.


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3.8.2 Eficiência de condução

Parte da água que é retirada da fonte de suprimento pode ser perdida durante sua condução até a parcela irrigada. As perdas que ocorrem na condução da água dependem de vários fatores, como a distância da fonte de suprimento até local da irrigação, do tipo de condução utilizada (canais ou tubulações) e do estado de conservação dos condutos, por exemplo.

Quando a água é conduzida através de tubulações, as perdas podem variar desde 1% em sistemas bem conservados e corretamente operados, até 10% ou mais em sistemas mal conservados ou incorretamente operados (Gomes, 1997).

Quando a água é conduzida através de canais, ocorrem grandes variações nas perdas na condução, em função de fatores como a utilização ou não de revestimento impermeável nas paredes dos canais, nível de evaporação da superfície, existência ou não de cobertura sobre o canal e características do solo em canais não revestidos.

A eficiência de condução pode ser calculada pela seguinte equação:

100VolVol

R

A ×=cE (3.22)

onde: Ec = eficiência de condução (%); VolA = volume aplicado pelo sistema de irrigação

(m3); VolR = volume retirado da fonte de suprimento (m3).

3.8.3 Eficiência total

A eficiência total engloba as eficiências de condução e aplicação e pode ser expressa como a razão entre o volume de


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água que fica efetivamente armazenado no solo, à disposição das plantas e o volume retirado da fonte de suprimento, como segue:

100VolVol

R

D ×=TE (3.23)

onde: ET = eficiência total (%); VolA = volume disponibilizado para as plantas (m3); VolR = volume retirado da fonte de suprimento (m3).

Também pode ser expressa como:

100⋅⋅= caT EEE (3.24)

onde: ET = eficiência total (%); Ea = eficiência de aplicação (decimal); Ec = eficiência de condução (decimal).

3.8.4 Eficiência de distribuição

A eficiência de distribuição se refere à uniformidade com que a água é distribuída na área irrigada. Considerando que o objetivo da irrigação seja distribuir uma lâmina de água média igual à lâmina líquida determinada no projeto, então os locais que receberem maiores quantidades de água estarão recebendo lâminas superiores à lâmina líquida, o que causaria um excesso de umidade no solo, podendo ocasionar perdas de produtividade por encharcamento. Por outro lado, os locais que receberem menores quantidades de água estarão recebendo lâminas inferiores à lâmina líquida, podendo ocasionar perdas de produtividade por déficit hídrico.

A eficiência de distribuição é um bom indicador da qualidade da irrigação que está sendo realizada e a forma de


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medir esta eficiência varia de acordo com o método de irrigação utilizado.

No caso da irrigação por gotejamento, por exemplo, uma forma de avaliar a eficiência de distribuição é através da verificação da uniformidade de vazão entre os gotejadores. As diferenças de vazão entre gotejadores, que estejam funcionando simultaneamente em uma parcela irrigada, pode ser causada por diversos fatores, como diferenças de cotas, entupimentos, vazamentos, problemas de fabricação e comprimento excessivo das linhas de gotejamento. Para medir a vazão de um gotejador, basta coletar e medir o volume de água que o mesmo libera em certo intervalo de tempo (Figura 3.15). A vazão do gotejador é o quociente entre o volume coletado e o tempo de coleta, como segue:

C

C

tvol

q ⋅= 06,0 (3.25)

onde: q = vazão do gotejador (L/h); volC = volume coletado (ml); tC = tempo de coleta (min).

Figura 3.15 - Teste de vazão em gotejador.


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Se, por exemplo, em um dado gotejador forem coletados 207 mililitros de água, em um intervalo de 5 minutos, a vazão resultante seria:

hLq /48,25

20706,0 =⋅= (3.26)

A eficiência com que a água está sendo distribuída na área irrigada também pode ser avaliada sob outros aspectos. No gotejamento, por exemplo, a adequação dos emissores pode ser avaliada pela relação entre a área molhada e a área da planta. Se a área umedecida pelos emissores for muito pequena, em relação a área explorada pelo sistema radicular da planta, a irrigação pode ter sua eficiência comprometida.

Outro tipo de avaliação que pode ser realizada na irrigação localizada é quanto à distribuição da água no perfil do solo. Isto pode ser feito através do teste de bulbo úmido, que consiste na abertura de trincheiras logo abaixo dos gotejadores, após certos intervalos de tempo, para verificar o formato do bulbo úmido, que caracteriza a forma como a água está se distribuindo no perfil do solo. Na Figura 3.16 pode ser vista a diferença entre os formatos dos bulbos úmidos em dois solos diferentes, submetidos à irrigação por gotejamento, com o mesmo tipo de gotejador, mesma vazão e mesmo tempo de irrigação.


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Figura 3.16 - Formação de bulbo úmido, por gotejamento, em

dois diferentes tipos de solo.

A uniformidade da distribuição de água também pode ser avaliada, através do uso de tensiômetros, dispostos em diferentes locais da área irrigada. Desta forma é possível verificar se a tensão da água no solo, que está relacionada com a umidade do solo, apresenta uniformidade, ao longo da área irrigada.

3.8.5 Eficiência de uso da água

A eficiência de uso da água é uma forma mais global de avaliar o uso da irrigação, não se restringindo apenas aos aspectos de manejo do sistema, mas considerando também as questões relativas ao retorno econômico do uso da irrigação, à preservação ambiental e ao uso racional da água.

Em termos econômicos, a eficiência do uso da água pode ser avaliada pelo quociente entre o aumento de renda líquida gerado pelo uso da irrigação e o volume de água utilizado.

Em termos de produção, a eficiência do uso da água, pode ser avaliada através da relação entre o aumento da produção em peso, ou o aumento da qualidade do produto, e o volume de água consumido.


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A avaliação da irrigação, em termos ambientais, pode ser feita através da comparação dos impactos ambientais entre as diferentes alternativas de projeto, em termos de método de irrigação a ser adotado e manejo da água. Entre as alternativas analisadas, deve ser incluída a alternativa de produção não irrigada.


GOMES, H.P. Engenharia de irrigação: hidráulica dos sistemas pressurizados, aspersão e gotejamento. 2 ed. Campina Grande: UFPB, 1997. 390p.

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Impressão:

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manejo da irrigação na cultura do pessegueiro · 2012-03-15 · manual técnico pelotas – rs...

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