Os sistemas de irrigação de superfície distribuem a água na superfície por gravidade. Usualmente exigem o nivelamento da superfície do solo de modo a permitir que a água flua uniformemente pelos canais abertos no solo. A água penetra no solo a partir desses canais. A quantidade aplicada é determinada pela taxa de porosidade do solo e pelo tempo ideal em que a água deve ficar disponível em qualquer ponto da superfície do solo. Um canal pode ser um sulco entre duas ruas das plantas, uma faixa limitada por diques baixos, ou o campo inteiro pode ser irrigado.
Os sistemas de irrigação por aspersão descarregam a água através de aspersores ou de difusores instalados em tubulação de distribuição pressurizada. Os aspersores, e às vezes a tubulação, são instalados em suportes fixos ou móveis. A taxa de aplicação da água é controlada pelo sistema. A quantidade da aplicação é determinada pelas horas de operação.
Os sistemas de irrigação localizada, tais como gotejamento ou microaspersão distribuem a água em espaços curtos, através de canos pressurizados. A água é descarregada a partir de emissores, mini aspersores ou de condutos porosos a baixa pressão. Estes sistemas requerem aplicações mais freqüentes do que os métodos de irrigação de superfície ou os de aspersão. Os condutos de água e os pontos de descarga são geralmente assentados na superfície do solo, mas podem também ser enterrados a pequena profundidade ou fixados nas árvores dos pomares. A taxa de aplicação de água e a quantidade aplicada são controladas pelo sistema.
Os sistemas de subirrigação requerem o levantamento do nível do lençol freático de modo que a ação capilar atrairá a água do solo para a zona radicular.
A água é fornecida à zona saturada abaixo da região das raízes da planta através de condutos subterrâneos ou, em se tratando de locais em que a superfície é porosa, através de canais de superfície sem revestimento. Os sistemas de subirrigação são usados somente onde as formações subjacentes permitem a formação e manutenção do nível do lençol freático a pouca profundidade.

IRRIGAÇÃO POR SUPERFÍCIE
Pequenos diques são utilizados para irrigar culturas próximas como pequenos cereais. Canais de irrigação são usados para irrigar ruas plantadas em canteiros elevados. Ambos podem ser irrigados através de bacias em nível rodeadas de pequenos diques. Em todos os sistemas de superfície a água flui por gravidade.
A água é liberada na parte superior da margem ou sulco, ou bacia, a partir de um canal-mestre ou canalização. Conforme a água avança pelos sulcos, parte dela infiltra-se no solo. Quando a corrente alcança a extremidade inferior do campo, uma parte tende a extravasar caso essa extremidade não esteja bloqueada. Quando tiver sido aplicada água suficiente, sua entrada é interrompida manualmente ou por controle automático. Quando a água reflui dos canais, a irrigação daquela área ou grupo de sulcos está completada. De preferência, para irrigação completa, a quantidade de água infiltrada deverá ser apenas a necessária para repor a água do solo esgotada na extremidade inferior de cada canal do terreno.
É difícil prever a taxa de fluxo de água ótimo e o período de aplicação para suprir as necessidades de água do solo, porque a taxa de infiltração e a taxa de avanço da água através da superfície do solo variam de uma irrigação para a outra. O tempo de infiltração é geralmente mais longo na parte superior do fluxo de água do que na extremidade inferior do canal. Assim sendo, se a extremidade inferior estiver completamente irrigada, mais água deve ser infiltrada na parte superior do que o solo pode reter. A água que se infiltrar além da zona radicular (percolação profunda) geralmente retorna ao lençol freático.
A água deve ser aplicada em cada canal ou grupo de canais em período suficiente para assegurar uma irrigação adequada. Taxas de fluxo de água e número de vezes de aplicação para uma irrigação uniforme podem ser calculados em sistemas bem planejados. A maioria dos irrigantes usam a experiência anterior para dosar o número de vezes de aplicação de água e a taxa de fluxo, já que o solo e as condições da planta variam durante todo o período de cultivo. Mas o excesso de água que estravaza é mais difícil de prognosticar porque ele não pode ser observado. Dessa forma, taxas ótimas de fluxo de água e o estabelecimento do número de aplicações podem não ser conhecidos ou nem sempre são utilizados. O excesso de água na superfície pode ser capturado e reconduzido para o mesmo campo através de um sistema de reutilização da sobra de água. Por outro lado, a água recuperada pode ser a fonte para uma irrigação mais abaixo do terreno ou para outros usuários da água.
O sistema de inundação por diques (border systems) são apropriados para todos os tipos de cultivares que não sejam prejudicados por inundação durante curtos períodos. São usados em quase todos os tipos de solo irrigáveis, mas são mais apropriados para solos cujas taxas de infiltração não sejam nem extremamente baixas, nem extremamente altas. As faixas irrigadas variam em largura de 9 a 30 metros e são separadas por diques baixos. A declividade do solo deve ser menor que 3%.
Os sulcos em desnível (graded furrows) são formados entre as ruas plantadas, antes da primeira irrigação. A direção das ruas é geralmente paralela à declividade máxima do campo, mas pode ser diferente se uma declividade menor melhorar o fluxo hidráulico no sulco. O método difere da irrigação por diques (border irrigation) porque somente parte da superfície do solo é coberta pela água durante a irrigação.
Corrugações (corrugations) são canais menores com menor espaço entre si, usados para irrigar cultivares que apresentam pequeno espaço entre as plantas, em terrenos moderadamente íngremes. A corrugação geralmente possui menor capacidade do que os sulcos e algumas vezes é utilizada dentro dos sulcos em degraus para melhorar a distribuição da água.
Bacias em nível (level bacin) são similares aos sistemas de inundação por diques (border systems) porém não apresentam declividade em nenhuma direção. Elas são represadas em todos os lados de modo a fazer com que toda a água aplicada infiltre-se. São mais apropriadas para terras que sejam quase totalmente niveladas, de modo que o custo de nivelação não seja excessivo. O fluxo de água deve ser suficientemente amplo para cobrir a área em uma proporção de tempo relativamente pequena em relação ao tempo necessário para a infiltração da quantidade desejada. Considerando que algumas plantas são sensíveis à água represada, esse sistema não deve ser utilizado para tais plantas, a menos que sulcos sejam utilizados dentro das bacias. Este sistema geralmente não é utilizado em áreas úmidas, em que se faz necessária uma rápida drenagem da superfície do excesso de água da chuva, exceto nos locais em que o arroz, que tolera água represada, seja cultivado.
Os sistemas de irrigação de superfície são mais indicados para solos de textura fina a média, com declividade relativamente pequena e uniforme. A maior despesa inicial deste sistema refere-se ao nivelamento (dar formato adequado ao terreno) - investimento que só se faz uma vez. Se a declividade original do campo aproximar-se da declividade final projetada, um movimento de terra mínimo será necessário para se conseguir o formato desejado.
Todos os tipos de cultivares podem ser irrigados através de um dos vários métodos de irrigação de superfície. Estes métodos podem ser considerados mais adequados nos casos em que os sais dissolvidos na água tendem a causar danos quando espalhados sobre as folhas das plantas, ou quando problemas de doenças possam ocorrer em virtude do molhamento das plantas através de aspersores.
Embora os sistemas de irrigação de superfície venham sendo utilizados durante séculos, novas técnicas e aperfeiçoamento do seu manejo estão sendo continuamente desenvolvidos. A adoção de equipamentos de nivelação controlado por laser nos anos 70 simplificou enormemente e melhorou a formatação e o alisamento do solo. Em 1979 uma técnica rotulada como "irrigação intermitente" (surge irrigation) - patenteada pela Fundação da Universidade Estadual de Utah, Stringham e Keller, 1979 - foi desenvolvida para aumentar a taxa de avanço de água nos sulcos. Esse tipo de irrigação implica na liberação intermitente de água nos sulcos. Essa prática, em alguns solos, resulta em uma infiltração mais uniforme em tempo adequado ao longo do comprimento dos sulcos e pode reduzir a profundidade da percolação. Equipamentos comerciais de controle de água estão disponíveis para executar com êxito o fluxo intermitente.
Outro aperfeiçoamento recente destinado tanto para automatizar os sistemas de irrigação de superfície, como para melhorar seu desempenho, é o sistema por cabos (cablegation) que apresenta uma tomada de água (plug) que se movimenta vagarosamente dentro de um conduto de água de superfície situado na extremidade superior de um campo sulcado. O sistema é automatizado pelo uso de um mecanismo de controle da velocidade do plugue móvel. A água é liberada em seqüência, em taxas variadas para os sulcos, a partir de orifícios nos condutos.

IRRIGAÇÃO POR ASPERSÃO
Estes sistemas de irrigação são classificados de acordo com a maneira como são operadas as linhas principais e laterais. Algumas laterais são fixas durante o ano todo, algumas são movimentadas depois de cada irrigação enquanto que outros movimentam-se continuamente durante a operação de irrigação. Os três tipos principais de sistemas por aspersão são: sistemas fixos, sistemas semi-fixos e sistemas móveis.
A pressão necessária para distribuir a água e operar os aspersores é geralmente fornecida por bombas hidráulicas. Em alguns locais a pressão pode ser provida por gravidade, se a elevação da fonte de água for suficientemente alta em relação à área a ser irrigada.
Sistemas fixos e sistemas semi-fixos bem projetados podem aplicar água com aceitável uniformidade quando a velocidade do vento é baixa e a taxa de aplicação não excede a taxa de infiltração do solo, evitando-se assim o excesso de água não absorvida pelo solo. Sistemas móveis geralmente aplicam água mais uniformemente do que os sistemas semi-fixos e fixos. A velocidade de deslocamento dos sistemas móveis (que controla a quantidade de água aplicada em cada irrigação) pode ser regulada.
Sistemas de aspersores fixos não precisam ser movimentados após a sua instalação. As linhas laterais e o número de aspersores devem ser em número suficiente para cobrir todo o campo. Para irrigar, os aspersores necessitam apenas serem abertos ou fechados através da aplicação de água sob pressão na entrada do sistemas. As linhas laterais podem ser enterradas na superfície do campo. A maioria dos sistemas de aspersores fixos possui pequenos aspersores espaçados entre 9 e 24 metros uns os outros, porém alguns sistemas usam grandes "canhões" ou aspersores do tipo hidráulico espaçados cerca de 30 a 50 metros.
Um sistemas de aspersores diz-se deslocável (móvel) se as linhas laterais puderem ser movidas para dentro e para fora do campo durante o período, a fim de possibilitar as operações de cultivo, plantio e colheita.
Os sistemas de aspersores semi-fixos são similares aos sistemas fixos, mas neles há linhas laterais e aspersores em número suficiente para irrigar apenas uma parte do terreno de cada vez. As linhas laterais e os aspersores a elas ligados devem ser movimentados de uma parte do terreno para outra a fim de irrigar o campo inteiro. As linhas laterais manualmente deslocáveis podem ser alimentadas com água oriunda de canalizações também deslocáveis ou através de linhas mestras de água enterradas. As linhas laterais geralmente consistem em extensões de tubos de alumínio, aço galvanizado ou PVC, que podem ser acopladas e separadas com facilidade. Os sistemas de deslocação manual exigem mão-de-obra maior.
Os sistemas de linhas laterais rebocáveis (end-tow lateral systems) são conceitualmente similares às linhas laterais manualmente deslocáveis, exceto pelo fato de terem secções de tubulação rigidamente acopladas. As linhas laterais são geralmente rebocadas de um lugar para outro por um trator.
Linhas laterais de rolagem lateral (side-roll laterals) são um terceiro tipo de sistema periodicamente deslocável. As tubulações laterais são rigidamente acopladas e cada secção abaixo delas é sustentada por uma grande roda. O conduto transversal (linha lateral) forma o eixo das rodas e quando giradas a tubulação inteira pode ser "rolada" para o campo mais próximo. A unidade pode ser movimentada mecanicamente através de um motor montado no centro da tubulação ou por uma fonte exterior instalada na extremidade de cada linha de tubos.
Os sistemas de aspersores móveis irrigam o solo enquanto estão em movimento. O sistema de pivô central é o sistema móvel mais comum. A linha transversal (lateral) de tubos é fixada em uma extremidade e gira a fim de irrigar uma grande área circular. A extremidade fixa, o ponto do pivô, é ligada ao suprimento de água (adutora). A transversal (linha lateral) consiste em uma série de torres variando em comprimento entre 27 a 75 metros. Cada torre (ou vãos) é mantida a cerca de 3 metros acima do chão por uma unidade motriz, uma armação em forma de "A" montada sobre rodas propelidas por motores elétricos ou hidráulicos.
Dispositivos mecânicos em cada torre mantém a linha lateral no alinhamento. A velocidade rotacional do sistema é regulada pela velocidade da unidade motriz da extremidade, a qual pode ser controlada pelo operador. Linhas laterais de pivô central mais comuns são as de 455 metros de comprimento e irrigam uma área circular de cerca de 65 hectares.
O aspersor móvel (travelling sprinkler ou traveller) consiste em um aspersor de grande capacidade, montado sobre um chassi auto-propelido. O aspersor desloca-se em linha reta enquanto é suprido de água através de uma mangueira flexível. Alguns aspersores móveis deslocam-se paralelamente a canais abertos dos quais a água é retirada e pressurizada por uma bomba montada no chassi. Os aspersores móveis geralmente operam a altas pressões e utilizam muita energia.
Os sistemas transversais móveis auto-propelidos ou de deslocamento linear (self - propelled lateral - move systems) combinam a estrutura e a orientação transversal de pivô central com um sistema de alimentação de água similar àquele do aspersor móvel. Eles operam a pressões mais baixas do que as dos aspersores móveis. Os sistemas de deslocamento lateral movem-se continuamente em uma direção perpendicular à lateral. Para efetiva operação eles necessitam de um campo retangular livre de obstáculos.
Uma modificação dos sistemas de deslocação lateral e de pivô foi desenvolvido por Lyle e Bordovsky (1981). Seu sistema de baixa energia e precisão na aplicação (LEPA) usa emissores de água de baixa pressão que descarregam pouco acima da superfície do solo. Quando usado em conjunto com práticas de cultivo modificadas, inclusive diques pouco espaçados em sulcos, os sistemas LEPA usam tanto água da irrigação como a água da chuva com efetividade.
Os sistemas de irrigação por aspersão são adequados para a maioria das plantações e são adaptáveis à maioria dos solos irrigáveis. Esta flexibilidade é possível porque os bocais dos aspersores são disponíveis em uma ampla variedade de capacidades de descarga. Um sistema bem projetado aplica a água a uma taxa menor que a da infiltração no solo. O projeto envolve a seleção do tamanho apropriado do bocal aspersor, pressão de operação e espaçamento dos aspersores a fim de aplicar a água com uniformidade à taxa projetada. Os efeitos do vento podem diminuir grandemente a uniformidade da irrigação e devem ser considerados no projeto.
Os sistemas de deslocamentos periódicos são usados onde a irrigação não é necessária mais do que a cada 5 a 7 dias. Os sistemas fixos ou de deslocação contínua são mais adequados para as condições em que as irrigações freqüentes e pouco intensas são necessárias, tais como para plantas de raízes rasas ou para solos com baixa capacidade de retenção de água. Os sistemas fixos podem também ser projetados e operados para prover proteção contra geada e baixa temperatura, retardamento na florada e resfriamento da planta. A flexibilidade no controle das taxas de aplicação fazem dos sistemas por aspersores adequados para a maior parte das condições topográficas.
Considerando que os aspersores descarregam a água no espaço acima do dossel das plantas, ocorre alguma evaporação. E sob condições de vento, uma parte pequena da água desvia-se da área-alvo da aplicação. A quantidade de água evaporada e de água desviada é difícil de ser mensurada com exatidão. A maior parte das avaliações feitas acusam evaporação e desvio entre 5 a 20% da água descarregada.
Ocorre igualmente a evaporação do dossel da planta e da superfície do solo molhado pela aspersão. Usualmente, a evaporação das superfícies molhadas causa um decréscimo correspondente na transpiração que ocorreria sem ela. Irrigações freqüentes e pouco intensas tendem a resultar em mais evaporação do que irrigações menos freqüentes porém mais intensas.
O sistema por aspersão necessita de água mais limpa do que a maioria dos sistemas de superfície. Sedimentos e fragmentos devem retirados da água pois podem danificar o sistema de aspersão e podem obstruir os bocais dos aspersores.
A evaporação da folhagem molhada pode causar danos à planta se a água da irrigação contiver alta concentração de sais dissolvidos. Uvas, citros e a maior parte das árvores do cultivar são sensíveis à relativamente baixa concentração de sódio e cloreto. Algumas frutas, como maçãs e cerejas, podem ser danificadas pelo depósito de sal sobre o fruto. Nos locais em que esses problemas potenciais existem, somente aspersores colocados embaixo das árvores são convenientes. O aumento da umidade e o decréscimo da temperatura do ar dentro do dossel causados pelos sistemas de aspersão podem aumentar a incidência de doenças em alguns cultivares.

MICROIRRIGAÇÃO OU IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
O termo "microirrigação" aplica-se a vários sistemas de baixa pressão, incluindo-se neles o gotejamento, subsuperfície, de exsudação e irrigação por mini-pulverização (nebulização). Sistemas de microirrigação aplicam água com alta freqüência e à baixas taxas sobre ou sob a superfície do solo. A água é aplicada na forma de gotas ou através de mini-aspersores; através de emissores colocados a espaços pequenos e ligados aos condutos de fornecimento de água, ou ainda através de nebulizadores.
A irrigação por gotejamento (drip) é o sistema de microirrigação mais comum. Ele é mais adequado para plantações mais espaçadas (árvores ou parreiras) ou cultivares de alto valor. Os emissores desse sistema servem para duas funções principais:

Eles dissipam a pressão de água no sistema de distribuição por meio de orifícios, vórtex ou linhas de fluxo longo;
Eles descarregam um fluxo limitado e quase constante, mesmo que situados em posição de alta (ou baixa) pressão. Neste caso, são os emissores autocompensáveis.

a água é escassa ou cara;
os solos são arenosos, rochosos ou difíceis de serem nivelados;
cultivares de alto custo que necessitem de um alto grau de controle da água do solo são produzidos.

Os sistemas de microaspersão apresentam várias vantagens potenciais sobre outros sistemas:

a água é aplicada a taxas baixas, acentuando a penetração da água em solos problemáticos;
pequenas áreas são molhadas, reduzindo a evaporação da água do solo;
menos água é necessária ao sistema de microaspersão quando as árvores ou outras plantas de grande espaçamento são jovens (menos do que nos métodos de superfície ou por aspersão);
reduz o crescimento de ervas daninhas nas partes do solo que não são molhadas;
aplicações de água pouco intensas e freqüentes podem manter a água do solo dentro de uma pequena escala de oscilação que pode acentuar o crescimento e lucros de alguns cultivares;
aplicações diárias ou freqüentes de água mantém uma reduzida concentração de sal na água do solo, uma vez que os sais movimentam-se para as bordas exteriores da área molhada, possibilitando o uso de água salina em escala maior do que é possível com outros métodos.

SUBIRRIGAÇÃO
Em regiões úmidas, a possibilidade de realizar drenagem é essencial a fim de permitir o cultivo de solos produtivos. A drenagem é necessária para possibilitar condições de movimentação para o preparo e plantio de canteiros na primavera e para garantir ambiente adequado para o crescimento da planta durante o período de cultivo. Drenagem excessiva pode retirar a água de que a planta necessitará mais tarde na época oportuna e pode aumentar a perda de nutrientes do solo (lixiviação). Nos locais em que a superfície e a subsuperfície permitem, os sistemas podem ser projetados e manejados para desempenhar ambas as funções, de drenagem e de irrigação. Os componentes do sistema de manejo do nível do lençol freático incluem uma combinação de poços de observação abertos e drenos de manilha na subsuperfície. Estes sistemas de manejo do nível do lençol de água regulam o escoamento da drenagem para evitar drenagem excessiva (over-drainage). Água pode também ser acrescentada para aumentar o nível do lençol freático a fim de fornecer água para a zona radicular. Durante os períodos de chuvas pesadas o nível da saída da drenagem pode ser abaixado para rápida drenagem e para reduzir o risco de dano às plantas. Sistemas que combinam subirrigação/drenagem podem ser economicamente exeqüíveis para certos solos nos quais sistemas individuais de irrigação podem não ser econômicos.
Os sistemas de manejo do nível de lençol freático são mais adequados para campos que apresentam declividade de menos de 2%. Uma barreira natural, impermeável, deve existir abaixo da superfície a profundidade de menos de 3 metros. Estas condições geralmente ocorrem em áreas úmidas e subúmidas, em que períodos de água excessiva e de déficit de água do solo podem ocorrer dentro do mesmo período de cultivo.
A quantidade de água necessária para um projeto bem elaborado e para o manejo dos sistemas de manejo do lençol de água é aproximadamente a mesma quantidade necessária aos sistemas de irrigação por aspersão, mas o primeiro geralmente requer menos energia uma vez que a água não é aplicada sob pressão.
Idealmente, um sistema de irrigação é projetado para aplicar uma determinada quantidade de água de modo que em cada parte da área irrigada a água atinja a mesma profundidade.
Infelizmente, nenhum sistema de irrigação é capaz de aplicar a água com perfeita uniformidade. O esforço maior despendido no projeto de um sistema de irrigação é otimizar a uniformidade da aplicação da água. Nos projetos de irrigação de superfície para solos uniformes, os limites das taxas de fluxo de água e o comprimento dos sulcos são determinados a fim de evitar que a desuniformidade não seja excessiva. Os limites hidráulicos (pressão e perda de carga) na rede de tubulação para os aspersores ou para a irrigação localizada são determinados da mesma forma.
Há pequenas diferenças no consumo de água em relação à maior parte dos cultivares irrigados através de qualquer sistema de irrigação bem projetado e manejado. Mas pode haver grande diferença na quantidade de percolação profunda e quanto ao excesso de água que ocorre na superfície.
Cada sistema de irrigação apresenta vantagens e desvantagens. Geralmente, qualquer um dos principais métodos de irrigação pode ser adaptado para uso em qualquer plantio irrigado. As restrições principais para os métodos de irrigação de superfície são declividade, uniformidade do solo e limitações topográficas. Em terrenos nivelados pode ser usado qualquer sistema. Conforme aumentar a declividade do solo e este tornar-se menos uniforme, somente aspersão e irrigação localizada tornam-se práticos. A distribuição da água é melhor controlada em redes de distribuição (adutoras e linhas laterais) do que em canais ou pela superfície do solo (irrigação por sulcos ou por inundação). A uniformidade potencial de aplicação da água e a quantidade e qualidade do suprimento de água disponível também influenciam a escolha do método de irrigação.
A consideração final envolvida na seleção de um sistema de irrigação diz respeito ao capital e custos operacionais, cultivar a ser irrigado e rentabilidade esperada da colheita e qualidade. As variações de custos de capital instalado para os vários tipos de sistemas de irrigação são apresentados abaixo. O aumento das receitas deve ser suficientes para pagar o investimento no sistema e os custos operacionais anuais. Mão-de-obra e energia são dois componentes mais pesados dos custos operacionais.
A mão-de-obra exigida pelos sistemas de irrigação varia grandemente. Sistemas automatizados tais como irrigação localizada automatizada e sistemas de pivô central requerem relativamente baixa taxa de mão-de-obra. A mão-de-obra necessária para os principais sistemas de irrigação foi tabulada por Tuner e Anderson (1980) e Lord e outros (1981) e é apresentada em tabela a parte. Os dados apresentados no demonstram os custos anualizados em virtude da ampla variação da vida útil esperada dos vários sistemas e dos componentes dos mesmos. Os dados demonstram, na realidade, a grande diferença nos custos de capital encontrada em virtude das diferenças nas fontes da água, topografia e formato do campo, solos e grandes diferenças nas exigências de mão-de-obra em virtude da automação.