Capacitação em Agricultura Irrigada: Manejo da Irrigação

MANEJO DA IRRIGAÇÃO
Fernando Braz Tangerino Hernandez UNESP - Ilha Solteira

1. INTRODUÇÃO

Uma irrigação não pode e não deve ser entendida, única e exclusivamente, como um procedimento artificial para atender às condições de umidade de solo visando à melhoria da produção agrícola, tanto em quantidade como em qualidade ou oportunidade.
Na realidade, ela constituí um conjunto de operações (compondo em si um sistema) necessário ao atendimento das necessidades de água para as plantas, bem como eliminar seus excessos, que transcedem à relação solo-água-planta, pura e simplesmente. Agrega-se, aí, o clima, o homem, além de outros campos do conhecimento da humanidade com tamanha abrangência, que hoje tem-se intitulado conhecimentos básicos das ciências ambientais.
A ciência e a arte da irrigação, como definida desde seus primórdios são abrangentes e interdisciplinares, passando pelo campo das ciências agrárias, exatas (engenharia hidráulica, civil, elétrica, etc.), sociais (economia, sociologia, política, etc). Nenhuma delas é mais importante que a outra, pois quando da decisão final quanto ao uso da água, todos esses fatores conjuntamente têm que ser levados em conta.
Sistemas devem serem entendidos como um conjunto de elementos que se integram e que atuam agrupadamente para o objetivo geral do todo. Quem se dedica à irrigação, queira ou não, deve ter um conhecimento eclético, entender de todo o processo de produção até a comercialização, estar, portanto, habituado a trabalhar com equipes multidisciplinares. Não pode ser um especialista em generalidades, não podendo, no entanto, prescindir de uma sólida formação generalista nessas áreas.
É consenso que o irrigante está de posse da mais moderna tecnologia de produção agrícola disponível, pois juntamente com um programa de adubação equilibrado, ele reúne todas as condições para que seu material genético em campo, expresse todo seu potencial produtivo, o que certamente não seria obtido sem esses insumos acima. Ainda, atualmente estes dois insumos, água e nutrientes, passam a andar juntos, sendo possível disponibilizá-los ao solo ao mesmo tempo, através da fertirrigação com inúmeras vantagens.
Assim, a escolha de variedades adaptadas à uma região, bem como espaçamentos de plantio adequados, adubação que satisfaça as condições de altas produtividades, controle fitossanitário, combate à erosão, aplicação correta da água de irrigação e finalmente a colheita e a comercialização, devem fazer parte de um só sistema de produção e não serem consideradas atividades isoladas. Todas as técnicas envolvidas nestes processos devem ser dominados pelo irrigante.
Grande fonte de preocupação dos irrigantes são os questionamentos de quando e quanto irrigar. Saber o momento certo de iniciar as irrigações e quanto de água devemos aplicar é o objetivo do manejo racional da irrigação. Nos dias atuais tem se verificado não somente uma elevação dos custos da energia, mas também a escassez do recurso água, obrigando o irrigante a assumir posturas diferenciadas a cerca deste assunto. Portanto, o manejo racional da irrigação passa necessariamente pelos aspectos econômicos envolvidos no processo.
Nesse sentido, aparece outro componente nem sempre diagnosticado pelo irrigante: tanto o excesso quanto a falta de água pode ter reflexos expressivos na produtividade de uma cultura. Por exemplo, sabemos que o feijão não é muito tolerante ao excesso de água, enquanto por outro lado, o abacaxizeiro suporta períodos maiores de déficits hídricos.
Assim, antes de se iniciar um programa de manejo da irrigação, torna-se fundamental o conhecimento da fisiologia da planta a qual pretendemos irrigar. Conhecer a fisiologia de uma cultura é saber quais os períodos críticos de consumo de água e seus reflexos na produtividade.

2. ASPECTOS GERAIS DOS SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO

Uma irrigação pode ser feita por distintos métodos e sistemas, cada um com características próprias. Os principais métodos de irrigação são os por superfície, aspersão e irrigação localizada.
Na irrigação por superfície, os sistemas de inundação e sulcos são mais comuns. Estes sistemas têm limitações em relação à terrenos muito acidentados e também arenosos, onde a taxa de infiltração é alta. São os sistemas que mais consomem água.
O método de irrigação por aspersão é composto pelos sistemas de aspersão convencional (podendo ser tanto sobre, como sub-copa), pelos autopropelidos e pelos pivôs centrais, principalmente. Estes sistemas normalmente gastam menos água que o método anterior, mas necessitam de investimentos na aquisição de equipamentos e têm um custo de operação tido como alto, uma vez que trabalham à altas pressões, necessitando de motores maiores.
Os principais sistemas que compõem o método de irrigação localizada são a microaspersão, o gotejamento e recentemente as fitas gotejadoras. São os sistemas que consomem menos energia e água, pois se caracterizam pela baixa pressão de serviço e também por molhar apenas parte da superfície do solo. Seu uso tem sido bastante incrementado no últimos anos, porém requer investimentos iniciais maiores. A prática da fertirrigação neste sistemas é quase que obrigatória, levando à uma maior economia e eficiência dos fertilizantes.

3. CONTROLE E MANEJO DA IRRIGAÇÃO

No manejo da irrigação surge a palavra frequência de irrigaçao ou turno de rega, que nada mais é do que o número de dias decorridos entre uma irrigação e outra. A frequência de irrigação poder ser fixa ou variável, dependendo da postura assumida pelo irrigante. A frequência de irrigação fixa traz consigo a vantagem da possibilidade da programação das atividades ligadas à irrigação das culturas, uma vez que se sabe por antecipação o quando irrigar, ficando apenas a definição de quanto irrigar.
Por outro lado, com uma frequência de irrigação variável, não se sabe exatamente quando se praticará a irrigação, mas é possível ter em mãos uma aproximação bastante boa de quanto de água aplicar.
Assim, passamos então a estudar quais os fatores envolvidos no processo de controle da irrigação, e quais os mecanismos utilizados para tal fim. Mas antes de se iniciar um processo de irrigação é necessário um conhecimento da cultura que será irrigada. Assim, as fases da cultura ou ciclo fenológico, as exigências de água e seus períodos críticos devem ser conhecidos.
Existem três processos básicos de se controlar a irrigação: processos baseados nas condições atmosféricas, nas condições de água do solo e nas condições de água nas plantas. Pode ser feita também a conjugação do controle da irrigação via atmosfera e via solo.
Antes de se conhecer ou definir qual tipo de controle a ser adotado, o irrigante deve ter em mente, que quando maior a profundidade efetiva do sistema radicular, melhor para a cultura. O aumento do sistema radicular da planta é proporcional umidade do solo, onde este aumento está diretamente relacionado com a produtividade. Assim, práticas culturais devem ser realizadas de modo a garantirem esse objetivo.

3.1. Processo baseado nas condições do solo

O controle da irrigação via solo passa necessariamente pelo conhecimento de suas características. Assim densidade aparente, granulometria, declividade, velocidade de infiltração básica (VIB), capacidade de água disponível (CAD), umidade de saturação, capacidade de campo, ponto de murcha permanente e curva característica do solo são propriedades que devem fazer parte do conhecimento do irrigante.
Devemos considerar e fazer uma analogia do solo com um reservatório de água e assim consumir uma quantidade de água de tal modo que não cause problemas para o suprimento futuro de água às plantas.
De maneira simples podemos chamar a CAD de "tamanho do reservatório" e de Água Disponível (AD) a quantidade de água a ser consumida pelas plantas e que deverá ser reposta pelas irrigações. A CAD é calculada pela diferença entre a umidade na capacidade de campo (q CC) menos a umidade no ponto de murcha permanente (q PMP), multiplicada pela profundidade efetiva do sistema radicular (PESR).

CAD = (qCC - qPMP) x PESR

Assim, se um determinado solo possui uma umidade na capacidade de campo (CC) de 0,260 cm3.cm-3 e uma umidade no ponto de murcha permanente (PMP) de 0,083 cm3.cm-3 e a profundidade efetiva do sistema radicular é de 300 milímetros (30 cm), temos uma CAD de 53,1 mm. Ou seja, nosso "reservatório" deverá ter uma capacidade de 53,1 mm. Se considerarmos uma água disponível (AD) de 50%, nossa maior irrigação será de 26,6 mm. Acima deste valor estaríamos substituindo o ar do solo por água, podendo trazer problemas para a cultura pelo excesso de água.
A saturação é o ponto em que todos dos poros do solo são preenchidos pela água, não restando oxigênio para ser utilizado pelas plantas, causando problemas. Já o PMP é o limite de absorção de água pelas plantas. Assim, se a umidade do solo chegar à esse ponto, as plantas não terão condições de se recuperar.
A CAD é uma característica do solo, portanto varia de solo para solo, dependendo da sua granulometria, compactação e teor de matéria orgânica. O turno de rega máximo a ser adotado por um agricultor será dado pela divisão da CAD pela máxima evapotranspiração, que seria o maior consumo de água pelas culturas.
A curva característica do solo (CAD) é um gráfico que relaciona o potencial de água do solo com a umidade à base de volume do mesmo. Como a maior variação da umidade do solo se dá na faixa inferior à 1000 centímetros de coluna de água, ou 1 atm, e a curva característica compreende desde a saturação (0 atm ou centímetros de coluna de água) até 15 atm (15.000 centímetros de coluna de água), é comum a representação do potencial matricial em logarítmo do módulo do potencial matricial, uma vez que ele é negativo. O logarítmo do módulo do potencial matricial é normalmente representado por pF. A Figura 1 ilustra a curva característica de um podzólico vermelho amarelo.
Com base em leitura dos potenciais matriciais de água do solo, através de tensiômetros, e a curva característica do solo pode-se determinar qual o esgotamento máximo de água do solo. Este ponto passa a ser chamado de tensão crítica de manejo, sendo que ao atingir este nível deve ser iniciada a irrigação.
À rigor, o potencial matricial tem o seu valor negativo, portanto, quanto menor seu valor, menor também será a umidade do solo. Mas na prática, utilizamos seu valor em módulo, para simplificar sua utilização.
Quando não se dispor da curva característica do solo, deve ser adotado um potencial matricial crítico baseado em pesquisas ou informações de literatura. Para a cultura da uva, o uso de um potencial matricial (ou tensão) de manejo de -500 cca (centímetros de coluna de água) pode ser considerado crítico, ainda que este valor está extremamente relacionado com a capacidade de água disponível dos solos. Ao se praticar uma irrigação deve-se dar uma quantidade de água tal que o solo fique com a umidade na capacidade de campo. Esta pode ser adotada como a umidade correspondente à 100 centímetros de coluna de água. Para a transformação do potencial matricial em porcentagem da CAD, é necessária a conversão deste para umidade atual.

FIGURA 1 - Representação esquemática de uma curva característica de água no solo.

3.2. Processo baseado nas condições atmosféricas

O conhecimento dos fatores climáticos é de fundamental importância para o manejo racional da irrigação. Estes fatores permitem com uma aproximação bastante boa estimar a evapotranspiração, que é o consumo de água de um determinado local, através da evaporação da água do solo e pela transpiração das plantas, ocorrida durante o processo de fotossíntese.
Chamamos de evapotranspiração de referência (ETo), a evapotranspiração estimada através das diferentes fórmulas empíricas obtidas por diferentes autores. Essas fórmulas baseiam-se em dados meteorológicos e apresentam-se em grandes variações, necessitando desde poucos dados, até modelos mais complexos, que exigem um grande número de elementos climáticos climáticos.
Uma maneira bastante prática e barata de se estimar a ETo, é através do Tanque Classe A. Trata-se de um evaporímetro (tanque) circular, com 1,21 metros de diâmetro, por 0,254 metros de altura e construído em chapa galvanizada número 22. É assentado no solo sobre um estrado de caibros de 0,10 x 0,05 x 1,24 metros, nivelado sobre o terreno. O Tanque Classe A é cheio de água limpa até 5 cm da borda superior e se permite um nível mínimo de água de 7,5 cm, a partir da borda, ou seja, a cada 25 mm (2,5 cm) de evaporação devemos restaurar o volume do tanque. Sua operação é bastante simples e a variação do nível da água é medida com o auxílio de uma ponta de medida, tipo gancho, assentada em cima do poço tranquilizador, também devidamente nivelado, sendo a precisão da medida de cerca de 0,02 mm. A leitura do nível de água é realizada diariamente e a diferença entre leituras caracteriza a evaporação no período.
Com as leituras diárias ainda não temos a evapotranspiração, portanto torna-se necessária a conversão da evaporação do Tanque Classe A, para evapotranspiração de referência (ETo). A ETo é definida como a perda de água sofrida por uma superfície coberta de vegetação rasteira, em fase de desenvolvimento ativo, cobrindo totalmente o terreno, no qual a umidade não limita o desenvolvimento ótimo da planta. Estas condições observadas determinam que somente os parâmetros externos à superfície (parâmetros climáticos) sejam os responsáveis pelo processo de evapotranspiração. Assim, a ETo pode ser calculada pela expressão:

ETo = ECA x Kp
Kp = f (vento, umidade relativa, bordadura)

onde, Kp = coeficiente de Tanque.

O coeficiente do Tanque Classe A (Kp) depende da velocidade do vento, da umidade relativa e do tamanho da bordadura formada por grama batatais plantada em volta do Tanque Classe A. Para a nossa região, a maior parte do ano se apresenta com um Kp da ordem de 0,75.
No entanto, o que realmente se deseja é a evapotranspiração da cultura, ou seja, devemos repor a água que foi consumida pela cultura de interesse econômico e este consumo varia em função do estágio de desenvolvimento da cultura e de cultura para cultura. Assim, a evapotranspiração da cultura é obtida multiplicando-se a evapotranspiração de referência pelo coeficiente de cultura (Kc).

ETc = ETo x Kc
onde Kc = f (espécie, estádio)

O ciclo da cultura é dividido em fases fenológicas e cada fase assume valores distintos de Kc. Para a cultura da uva na região noroeste do Estado de São Paulo estes valores variam entre 0,3 e 0,7. Assim, estas fases são chamadas de período de crescimento (ou período vegetativo) cultura, floração, formação da colheita (aumento da tamanho dos frutos) e maturação. Os valores de Kc devem ser multiplicados pela ETo para a obtenção da evapotranpiração cultural (ETc).

QUADRO 1 - Coeficientes de cultivo, segundo a FAO (Doorenbos e Kassan, 1994).

Cultura

FASES DE DESENVOLVIMENTO DA CULTURA

Inicial

Desenvimento da Cultura

Período Intermediário

Final do Ciclo

Colheita

Alfafa
0,3

1,05

Algodão
0,4

0,7

1,05

0,8

0,65

Amendoim
0,4

0,7

0,95

0,75

0,55

Arroz
1,1

1,1

1,1

0,95

0,95

Banana tropical
0,4

0,7

1,0

0,9

0,75

Batata
0,4

0,7

1,05

0,85

0,7

Beterraba açucareira
0,4

0,75

1,05

0,9

0,6

Cana-de-Açucar
0,4

0,7

1,0

0,75

0,5

Cebola seca
0,4

0,7

0,95

0,85

0,75

Cebola verde
0,4

0,6

0,95

0,95

0,95

Citros com tratos culturais
0,65

Citros sem tratos culturais
0,85

Ervilha
0,4

0,7

1,05

1,0

0,95

Feijão verde
0,3

0,65

0,95

0,9

0,85

Feijão seco
0,3

0,7

1,05

0,65

0,25

Girassol
0,3

0,7

1,05

0,7

0,35

Melancia
0,4

0,7

0,95

0,8

0,65

Milho doce
0,3

0,7

1,05

1,0

0,95

Milho grão
0,3

0,7

1,05

0,8

0,55

Pimentão verde
0,3

0,6

0,95

0,85

0,8

Soja
0,3

0,7

1,0

0,7

0,4

Sorgo
0,3

0,7

1,0

0,75

0,5

Tomate
0,4

0,7

1,05

0,8

0,6

Trigo
0,3

0,7

1,05

0,65

0,2

Uva
0,3

0,6

0,7

0,6

0,55

3.3. Processo conjugado de controle da irrigação

No controle da irrigação pelo processo conjugado, toda a irrigação é feita com base na evapotranspiração e é monitorada pelos tensiômetros instalados no solo. Caso se verifique que para uma dada condição, o solo atingiu a CAD crítica, se processa a irrigação.

4. AVALIAÇÃO DOS SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO

A prática da irrigação deve ser entendida não somente como um seguro contra secas ou veranicos, mas como uma técnica que pode dar condições para que o material genético em campo expresse todo o seu potencial produtivo. Além disso, se bem utilizada, a irrigação é um instrumento muito eficaz no aumento da rentabilidade dos empreendimentos, permitindo a racionalização dos insumos, por exemplo, através da fertirrigação.
No entanto, para que o processo seja eficiente, é imperativo que o sistema de irrigação tenha uma alta uniformidade de aplicação da água, isto conseguido através de bons projetos, que são feitos a partir de materiais idôneos e cálculos hidráulicos precisos.
Uma vez instalado um projeto de irrigação, é interessante verificar se as condições previstas inicialmente se confirmam em campo. Para tanto, é necessário fazer uma avaliação de campo, onde se levantam as condições de pressão, vazão e lâminas aplicadas. Em relação à lâminas de irrigação aplicadas, o CUC, ou Coeficiente de Uniformidade de Christiansen, é o índice mais utilizado para se verificar como está a distribuição de água na área irrigada.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A produtividade máxima de uma espécie é dependente do potencial genético do material, da disponibilidade de água e nutrientes e da população de plantas. A combinação racional desses elementos levará certamente ao produtor à uma excelente safra.
Assim, o irrigante tem na irrigação e adubação, dois elementos para o aumento imediato de suas produtividades, nunca menosprezando a necessidade da escolha de sementes e mudas de qualidade, fator inicial e essencial para a obtenção de altas produtividades.
Todo o processo envolvido na agricultura irrigada começa pela escolha do sistema de irrigação. Dessa maneira, a escolha do sistema deve ser criteriosa, observando a seriedade da empresa projetista, o projeto propriamente dito, sua capacidade técnica e também sua capacidade em prestar assistência técnica, pois é desejável que o sistema de irrigação adquirido acompanhe o agricultor por um longo tempo.

6. LITERATURA CONSULTADA

ABID. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM. Uma ABID para os novos tempos - Mais dinâmica e mais atuante. Boletim Informativo, Ano XVIII, número 158, junho-novembro, 4p. 1993.
COSTA, E.F., VIEIRA, R.F., VIANA, P.A. Quimigação: aplicação de produtos químicos e biológicos via irrigação. EMBRAPA - CNPMS, Brasília, 315p. 1994.
DOORENBOS, J., KASSAM, A.H. Efeito da água no rendimento das culturas. FAO/UFPb, Campina Grande, 1994. 306p. (Estudos FAO: Irrigação e Drenagem, 33).
DOURADO NETO, D., BOTREL, T.A., LIBARDI, P.L. Curva de retenção de água no solo: algorítmo em QuickBasic para estimativa dos parâmetrso empíricos do modelo de GENUCHTEN. ESALQ-USP, Piracicaba, 34p. 1990.
GENUCHTEN, M. Th. Van. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J., v.41, p. 892-8, 1980.
HERNANDEZ, F.B.T. Potencialidades da fertirrigação. In: Simpósio Brasileiro sobre Fertilizantes Fluidos, ESALQ-USP, Piracicaba, 1993. p. 199-210.
KELLER, J., BLIESNER R.D. Sprinkle and trickle irrigation. Van Nostrand Reinhold, New York, 1990. 651p.
LEMOS FILHO, M.A.F. HIDRISA: Contribuição à elaboração de balanços hídricos - O caso da região de Ilha Solteira. Ilha Solteira, FEIS-UNESP, 1994, 59p. (Trabalho de Graduação)
REICHARDT, K. Processos de transferência no sistema solo - água - atmosfera. Fundação Cargill, Campinas, 1985. 466p.
REICHARDT, K. Controle da irrigação do milho. Fundação Cargill, Campinas, 1993. 20p.
TOSSO, J.T., TORRES, J.J. Relaciones hidricas de la vid, bajo diferentes niveles de riego, usando goteo, aspersion y surcos. I - Evapotranspiração y eficiencia en el uso del agua. Agricultura Tecnica, v.46, n.2, p.193-98, 1986.

A N E X O S

CONTROLE DA IRRIGAÇÃO - ASPERSÃO

DATA

LEITURA

ECA

Kp

ETo

Kc

ETc

NI

Acum

CHUVA

TI (NI_Acum/

_______)

mm

mm

mm

mm

mm

mm

Horas

Leitura: leitura diária no Tanque Classe A ECA: Evaporação do Tanque Classe A (mm/dia).
Kp: Coeficiente do Tanque Classe A
ETo: Evaporação de Referência (mm/dia) = ECA * Kp Kc: Coeficiente de cultura
ETc: Evapotranspiração da cultural (mm/dia) TI: Tempo de Irrigação (horas)
NI Acum: ETc Acumulada entre uma irrigação e outra

Transformções de horas decimais para minutos.
0,1h = 6 min 0,2h = 12 min 0,3h = 18 min 0,4h = 24 min 0,5h = 30 min 0,6h = 36 min 0,7h = 42 min 0,8h = 48 min 0,9h = 54 min	Na NIAcum (Necessidade de irrigação acumulada entre uma irrigação e outra, NÃO ESQUECER DE DESCONTAR A CHUVA)

ETo = ECA * Kp ETc = ECA * Kp * Kc

TI (horas) = NIAcum / Precipitação do aspersor

CONTROLE DA IRRIGAÇÃO LOCALIZADA

DATA	LEITURA	ECA	ECA Acum	K	CHUVA	*TI = (ECAAcum K)**
	mm	Mm	mm		mm	horas

Leitura = leitura diária no Tanque Classe A
ECA: Evaporação do Tanque Classe A (mm/dia).
Kp = _____; Kc = _____ ; Kr = FCS = ____ Acum = Acumulada
K = (Kp * Kc * Kr * A) / (Np * Ef) = Á = Área (metros quadrados)
Np = Número de plantas por área Ef = Eficiência do sistema
V = Volume por planta por dia TI: Tempo de Irrigação (horas)

Obs.: Atenção para quando se utilizar número diferente de emissores para cada planta.

Transformações de horas decimais para minutos.

0,1h = 6 min 0,2h = 12 min 0,3h = 18 min

0,4h = 24 min 0,5h = 30 min 0,6h = 36 min

0,7h = 42 min 0,8h = 48 min 0,9h = 54 min