Irrigação

 

Viabilidade da Irrigação de Milho

Antes de adquirir qualquer equipamento, ou construir qualquer estrutura para irrigação, deve-se primeiro determinar se há necessidade de irrigar a cultura naquele local e se é possível irrigar. Em geral, o interesse pela irrigação costuma aumentar quando ocorre estiagem, com quebra ou perda da produção. Por outro lado, muitos agricultores, motivados pelo modismo, ou impulsionados pela pressão comercial e facilidade de crédito, adquirem sistemas de irrigação, sem mesmo verificar se a cultura a ser irrigada necessita ou responde à irrigação, ou se a fonte de água de que dispõem é suficiente para atender à necessidade hídrica da cultura.

A decisão de irrigar ou não deve levar em consideração diversos fatores, entre os quais a quantidade e distribuição da chuva, o efeito da irrigação na produção, a necessidade de água das culturas e a qualidade e disponibilidade de água da fonte. O fator mais importante, que determina a necessidade de irrigação de uma certa cultura em uma região, é a quantidade e distribuição das chuvas. Outras razões para se utilizar irrigação são o aumento da produtividade, a melhoria da qualidade do produto, a produção na entressafra, o uso mais intensivo da terra e a redução do risco do investimento feito na atividade agrícola.

a. Quantidade e distribuição de chuvas

A necessidade de irrigação diminui na medida em que se move das regiões áridas e semiáridas para as regiões mais úmidas. Geralmente, nas regiões mais úmidas do país, a quantidade de chuvas ao longo do ano é suficiente para o cultivo de pelo menos uma safra de milho. Entretanto, por causa da má distribuição das chuvas, a cultura pode sofrer com a falta de água. É comum, na região dos Cerrados, a ocorrência de veranicos (períodos secos no meio do período chuvoso) que causam quebra na produtividade e na qualidade dos grãos. Se esse tipo de risco não é tolerável, como no caso da produção de sementes, deve-se dispor de irrigação, mesmo que essa aparentemente fique subutilizada durante parte do período chuvoso, lembrando ainda que, nessa região, as culturas de inverno necessitam ser irrigadas. Além do mais, o cultivo de milho-verde para indústria ou consumo in natura, requer irrigações frequentes ao longo de todo o ciclo.

A análise de dados históricos de chuvas ao longo do ano é, portanto, fundamental na tomada de decisão de irrigar. Como exemplo, na Figura 1 são mostradas a precipitação mensal média e a precipitação mensal provável, para o período de 1998 a 2012, em Sete Lagoas, MG. A precipitação provável representa um certo valor de precipitação que pode ser igualado ou superado com um determinado nível de probabilidade, definido com base no histórico da precipitação. Nota-se que a precipitação média (cuja probabilidade de ocorrência é aproximadamente 50%) é significativamente maior que a precipitação esperada com 75% e 90% de probabilidade. Para a produção de culturas de menor valor comercial, como o milho, pode-se adotar, neste tipo de análise, um nível de probabilidade de 75%.

b. Necessidade de água da cultura do milho

A quantidade de água que o milho utiliza durante o ciclo é chamada demanda sazonal, podendo variar com as condições climáticas da região onde é cultivado. Em regiões semi-áridas, em geral, as plantas requerem uma maior quantidade de água por ciclo.

Há um período durante o ciclo da cultura em que mais água é consumida diariamente. No caso do milho esse período coincide com o florescimento e enchimento de grãos. A quantidade de água usada pela cultura, por unidade de tempo, nesse período, é chamada demanda de pico.

O requerimento de água das culturas é majoritariamente, a quantidade que as plantas transpiram. Como ocorre, simultaneamente, evaporação na superfície do solo, essas duas componentes combinadas são chamadas evapotranspiração (Et), a qual pode ser estimada a partir do consumo de água de uma cultura de referência (Eto) que, para o Brasil, é a grama, que por sua vez é determinada com os dados de clima do local. Os valores de Eto da grama devem ser multiplicados pelos valores do coeficiente de cultura (Kc) para obter a curva de Etc (evapotranspiração da cultura) para o milho. A estimativa da evapotranspiração de referência e do consumo de água da cultura do milho será discutida com detalhes em outro tópico. No presente capítulo, serão empregados dados médios de Eto e será considerado um coeficiente de cultivo de 1, visando exemplificar a análise da necessidade ou não de irrigar a cultura na região de Sete Lagoas, MG.

Na Figura 2 são apresentadas as curvas de evapotranspiração de referência média e provável para o período de 1988 a 1998, em Sete Lagoas, MG. Diferentemente da precipitação (Figura 1), o gráfico mostra a probabilidade de ocorrência de um valor igual ou menor que o indicado. Por esta razão, os valores médios de Eto são menores que os valores associados a uma certa probabilidade (maior que 50%) de ocorrência. Vale lembrar que a evapotranspiração do milho é maior que a evapotranspiração de referência (Kc maior do que 1), no período de pico de consumo. Dois picos de consumo mensal são observados para o exemplo em questão, um em outubro e outro em janeiro. O sistema de irrigação deve ser capaz de fornecer a quantidade sazonal de água à cultura, bem como suprir a demanda de pico. A quantidade sazonal de água requerida pela cultura deve ser comparada com a quantidade de água disponível na fonte durante o ciclo.

c. Comparação entre curvas de precipitação e de evapotranspiração

Quando se plotam as curvas de precipitação mensal junto com as de evapotranspiração de referência mensal (Figura 3) é que se tem uma visão melhor da necessidade ou não de irrigar. O primeiro ponto que chama a atenção no exemplo é que, dada a grande variabilidade interanual da precipitação, dados médios devem ser evitados em favor de dados probabilísticos. O mesmo não é tão necessário com a evapotranspiração, que é mais uniforme. Considerando uma probabilidade de 75%, nota-se que, exceto para o período de novembro, dezembro, janeiro e março, nos demais meses há necessidade de irrigação, mesmo que complementar às chuvas. Um agravante para a situação é a possibilidade de ocorrência de veranicos, como pode ser observado na Figura 4. Nota-se que veranicos com mais de 15 dias podem ocorrer, como é o caso do período de 3 a 29 de fevereiro de 2012, o qual, na ausência de irrigação, poderia causar quebra na produtividade ou danos irreversíveis à cultura do milho.

d. Efeito da irrigação na produtividade do milho

Além do efeito direto da disponibilidade de água para as plantas, outros fatores contribuem para que a irrigação proporcione um aumento na produtividade da cultura são o uso mais eficiente de fertilizantes, a possibilidade de emprego de uma maior densidade de plantio e a possibilidade de uso de variedades que respondem melhor à irrigação.

Em ensaios experimentais, pode-se observar que vários materiais de milho apresentam boa resposta à irrigação (Tabela 1).

Tabela 1. Produtividade da Cultura do Milho sob Irrigação e com Estresse Hídrico Aplicado na Época do Florescimento. Janaúba, MG, 2000.

Material de Milho

Com Estresse no Florescimento

Sem Estresse

Redução na Produtividade

kg ha-1

kg ha-1

%

1

1020

6403

84

5

1027

6167

83

9

2113

9170

77

12

2550

7980

68

7

3697

9407

61

13

2467

6060

59

4

2960

7087

58

2

2970

6903

57

19

830

1923

57

6

2400

5437

56

3

2047

4493

54

16

3830

8077

53

18

3810

7363

48

15

3200

6173

48

11

4160

7587

45

8

4670

8480

45

17

3820

6933

45

10

4077

7013

42

14

3523

5663

38

20

4180

6560

36

BRS 3101

2987

8190

64

P 3041

4447

8523

48

Fonte: Santos, M. X. Dados não publicados.

Alguns deles apresentam também boa tolerância ao estresse hídrico. Vale observar ainda que esse mesmo tipo de análise de produção dos materiais de milho pode ser empregado em situações de escassez de água, onde o objetivo seria maximizar a produção por unidade de volume de água e não por unidade de área cultivada.

A análise de dados de produtividade potencial da cultura, juntamente com dados de custo de produção e preços, é crucial na tomada de decisão de irrigar ou não. Nesse sentido, a utilização de modelos de computador que integram a simulação do crescimento e da produtividade da cultura com aspectos econômicos, constitui-se numa poderosa ferramenta de auxílio à decisão.

e. Fonte de água

Determinada a necessidade de se irrigar a cultura, há que se analisarem as fontes de água, para verificar se são capazes de suprir as necessidades hídricas da cultura com água de boa qualidade.

As principais fontes de água para irrigação são rios, lagos ou reservatórios, canais ou tubulações comunitários e poços profundos.

Vários fatores devem ser considerados na análise da adaptabilidade da fonte para irrigação, entre os quais a distância da fonte ao campo, a altura em que a água deve ser bombeada, o volume de água disponível (no caso de lago ou reservatório), a vazão da fonte no período de demanda de pico da cultura e a qualidade da água.

O volume de água disponível deve atender a necessidade sazonal de água da cultura (no caso de lago ou reservatório) e a vazão da fonte deve suprir a demanda durante todo o ciclo, principalmente durante o período de pico de consumo.

A qualidade da água, em termos de sais, poluentes e materiais sólidos, deve ser analisada. Muitas culturas não toleram sal na água. Poluentes podem contaminar os alimentos e os materiais sólidos podem causar problemas em bombas, filtros e emissores.

Atenção especial deve ser dada às leis de uso da água, em vigor no país. Os usuários são obrigados a requerer outorga para uso da água junto às agências de controle estaduais. Além do mais, como o recurso água está a cada dia mais escasso, há a tendência de aumentar os conflitos entre os usuários. O direito de uso da água de um usuário, localizado à jusante do ponto onde se tenciona captar a água para a irrigação, deve ser preservado, em termos de volume e vazão da fonte e qualidade da água.

Se a decisão, baseada nas informações descritas nos tópicos anteriores, é favorável à irrigação, então o próximo passo é a seleção do método e do sistema de irrigação. Inicialmente, há que se conhecerem os diversos métodos e sistemas de irrigação disponíveis atualmente.

Figura 1 - Dados mensais de precipitação média e provável (probabilidade de ocorrência - P), para o período de 1998 a 2012, Sete Lagoas, MG.

Figura 2 - Dados mensais de evapotranspiração de referência (ETo) média e provável (probabilidade de ocorrência - P), para o período de 1998 a 2012, Sete Lagoas, MG.

Figura 3 – Comparação ao longo do ano de curvas de precipitação e evapotranspiração médias e prováveis (probabilidade de ocorrência - P), para o período de 1998 a 2012, Sete Lagoas, MG.

Figura 4 - Precipitação média entre os anos de 1998 e 2012 e dos meses de janeiro e fevereiro de 2012, indicando a ocorrência de veranicos, Sete Lagoas, MG.

Manejo de Irrigação

Introdução

O milho é considerado uma cultura que demanda muita água, mas também é uma das mais eficientes no uso dela , isto é, produz uma grande quantidade de matéria seca por unidade de água absorvida. Dependendo da produtividade (kg ha-1) alcançada pela cultura, a “produtividade” da água do milho, ou seja, a quantidade de água aplicada e/ou consumida que é “transformada” em peso de grãos, pode atingir patamares mínimos de até 250 litros de água por kg de grãos secos produzidos.
O milho de variedade de ciclo médio, cultivado para a produção de grãos secos, consome de 380 a 550 mm de água em seu ciclo completo, dependendo das condições climáticas. Em termos de lâmina bruta de água aplicada, esses valores podem aumentar sobremaneira em função da baixa eficiência do sistema de irrigação.
O período de máxima exigência de água pelo milho é na fase do embonecamento ou um pouco depois dele, por isso, déficits de água que ocorrem nesse período são os que provocam maiores reduções de produtividade. Déficit anterior ao embonecamento reduz a produtividade em 20 a 30%; no embonecamento, em 40 a 50%, e após isso, em 10 a 20%. A extensão do período de déficit também é importante.

A irrigação para a cultura do milho pode ser viável economicamente quando o fator limitante é a água, e/ou o preço de venda do produto é favorável, o que possibilita a minimização de risco e estabilidade no rendimento (FANCELLI; DOURADO NETO, 2000).

No caso de o fator limitante ser a água, deve-se levar em consideração a evapotranspiração da cultura (ETc), chuva (lâmina, intensidade, distribuição e probabilidade de ocorrência), rendimento esperado (agricultura irrigada ou de sequeiro) e água total disponível (ATD) no solo por unidade de profundidade efetiva do sistema radicular (Z).

Critérios básicos para o manejo da irrigação

O manejo da irrigação da cultura do milho nada mais é do que estabelecer o momento correto de aplicar água e a sua respectiva lâmina (quando e quanto aplicar). Vários critérios podem ser adotados para o manejo da irrigação. Aqui serão discutidos os mais comuns e que são de maior uso prático nas condições atuais.

  • Alguns conceitos necessários para programar a irrigação
  • Alguns critérios de manejo de irrigação
    • Critério baseado no uso das características físico-hídricas do solo e na estimativa da evapotranspiração da cultura (ETc)
    • Critério baseado em sensores para monitoramento do potencial ou da umidade do solo
    • Critério conjunto com sensores de solo e com algum método de medir ou estimar a evapotranspiração de referência (ETo)
    • Irrigação do dia do plantio e dos dias próximos subsequentes
    • Lâmina bruta de irrigação (LB)
    • Consumo total de água da cultura do milho
    • Recursos da informática

Alguns conceitos necessários ao manejo de irrigação

a. Evapotranspiração da cultura (ETc)

Como já mencionado no tópico anterior, a água necessária à cultura é equivalente a sua evapotranspiração (ETc), que é a combinação de dois processos (evaporação da água do solo + transpiração das plantas). Daí, a necessidade hídrica de uma cultura é baseada em sua evapotranspiração potencial ou máxima (ETm) e é expressa, normalmente, em milímetros por dia (mm dia-1). Em situação prática, a ETc é relacionada à evapotranspiração de uma cultura de referência (ETo), que é a grama batatais ou uma cultura hipotética, com uma altura uniforme de 12 cm, resistência do dossel da cultura de 70 s/m e albedo de 0,23, em pleno crescimento e sem deficiência de água, de modo a simplificar o processo de estimar a ETc. Então, a ETc pode ser obtida pela equação:

(1)

em que:
ETc = evapotranspiração da cultura do milho (mm dia-1);
Kc = coeficiente da cultura do milho (adimensional);
ETo = evapotranspiração da cultura de referência (mm dia-1).

Com base nos dados meteorológicos disponíveis, seleciona-se um método para o cálculo da ETo. Na literatura especializada encontra-se a descrição de alguns métodos para estimar a ETo. Mais recentemente tem sido recomendada pela FAO a equação de Penman-Monteith. Também muito utilizado é o tanque de evaporação Classe A (ALLEN et al., 1998).

Fonte: Allen et al. 1998.

 

Figura 5. Tanque de evaporação classe A

b. Coeficiente de cultura (Kc)

Os valores do coeficiente de cultura (Kc) do milho são influenciados pelas características da variedade ou cultivar empregada, época de semeadura, estádio de desenvolvimento da cultura e condições gerais de clima. O milho, por ser uma cultura de ciclo curto ou anual, pode ter o seu estádio de desenvolvimento dividido em 4 fases, para efeito do estudo da evolução dos valores de Kc ao longo do tempo (Figura 5).
De acordo com a Figura 5, os valores de Kc na fase 1 (Kc1) é constante e é influenciado significativamente pela frequência de irrigação nessa fase. Também o valor de Kc3 é constante, sendo mais influenciado pela demanda evaporativa predominante. Os valores assumidos para as fases 2 e 4 variam linearmente entre os valores das fases 1 e 3 e fases 3 e 5 (Kc5), respectivamente, como está apresentado na Figura 5.

Figura 5 - Coeficientes de cultura (Kc) em função das fases do ciclo de crescimento (Ilustração: Idmar Pedro).

Usando-se uma cultura de milho numa altura padrão de 2 m para a fase 3, obtém-se a Tabela 2 com os valores dos coeficientes de cultura para as fases do ciclo, segundo a demanda evaporativa dominante.

Tabela 2. Valores do coeficiente de cultura (Kc) para as fases* do ciclo de desenvolvimento do milho, considerando uma altura padrão de 2 m na fase 3, de acordo com a demanda evaporativa dominante (segundo metodologia de ALLEN et al., 1998  adaptada por ALBUQUERQUE; ANDRADE, 2001).

Demanda Evaporativa Dominante**

TI*** na fase 1 (dias)

Kc1+

Kc2

Kc3

Kc4

Kc5

BAIXA

ETo < 2,5 mm dia-1

1

1,10

1,10 a 1,14

1,14

1,14 a 0,35

0,35

2

1,03

1,03 a 1,14

3

0,95

0,95 a 1,14

4

0,88

0,88 a 1,14

5

0,80

0,80 a 1,14

6

0,73

0,73 a 1,14

 

MODERADA

2,5 < ETo < 5,0 mm dia-1

1

1,00

1,00 a 1,23

1,23

1,23 a 0,35

0,35

 

2

0,91

0,91 a 1,23

 

3

0,83

0,83 a 1,23

 

4

0,75

0,75 a 1,23

 

5

0,66

0,66 a 1,23

 

6

0,58

0,58 a 1,23

 

ALTA

5,0 < ETo < 7,5 mm dia-1

1

0,87

0,87 a 1,29

1,29

1,29 a 0,35

0,35

 

2

0,78

0,78 a 1,29

 

3

0,70

0,70 a 1,29

 

4

0,62

0,62 a 1,29

 

5

0,53

0,53 a 1,29

 

6

0,45

0,45 a 1,29

 

MUITO ALTA

ETo > 7,5 mm dia-1

1

0,82

0,82 a 1,36

1,36

1,36 a 0,35

0,35

 

2

0,73

0,73 a1,36

 

3

0,65

0,65 a 1,36

 

4

0,57

0,57 a 1,36

 

5

0,48

0,48 a 1,36

 

6

0,40

0,40 a 1,36

* fases do ciclo de desenvolvimento de acordo com a Figura 5.

** segundo as faixas da evapotranspiração de referência (ETo).

*** Turno de irrigação.

+ Se for realizado plantio direto sobre palhada, os valores de Kc1 deverão ser reduzidos em cerca de 50%.

c. Água disponível no solo

Além de outras importantes funções que o solo desempenha no sistema agrícola, ele é também o "reservatório" de água para as plantas. A água total disponível no solo (CAD), que pode ser absorvida pela planta, é definida como a água contida no solo que está entre a umidade da capacidade de campo (CC - ou limite superior da água disponível) e a umidade no ponto de murcha permanente (PMP - ou limite inferior da água disponível). Verificou-se que, na maioria dos solos e na maioria das situações, o solo se encontra na CC quando o potencial matricial da água (Ψm) contido nele oscilar na faixa entre -10 (solos arenosos e latossolos em geral) e -30 kPa (solos argilosos). Também foi verificado que o valor desse potencial para o PMP é de -1500 kPa. Em laboratório, tanto CC quanto PMP podem ser determinados com o mesmo equipamento utilizado para determinar a curva de retenção.

Alguns critérios de manejo de irrigação

O manejo da irrigação da cultura do milho nada mais é do que estabelecer o momento correto de aplicar água e a sua respectiva lâmina (quando e quanto aplicar). Vários critérios podem ser adotados para o manejo da irrigação. Aqui serão discutidos os mais comuns e que são de maior uso prático nas condições atuais.

a. Uso das características físico-hídricas do solo e da estimativa da evapotranspiração da cultura (ETc)

O turno de rega ou de irrigação (TI) é normalmente variável de acordo com a variabilidade temporal da evapotranspiração da cultura (ETc). Entretanto, um critério de manejo de irrigação com o TI variável, apesar de ser o ideal, muitas vezes torna-se de difícil operacionalidade em condição prática. Na adoção de um TI fixo, parte-se do pressuposto que a ETc diária possui um valor constante, que pode ser obtido pela média diária prevista para todo o período de desenvolvimento da cultura ou pelo valor crítico estabelecido no dimensionamento do sistema de irrigação. Entretanto, estes são valores que não retratam o dia-a-dia da ETc da cultura no campo. O que se recomenda é que se adote um TI fixo para cada uma das 4 fases relatadas no item referente à seleção do coeficiente de cultura (Figura 5), de modo que tornar-se-á necessário que se considere a ETc média diária reinante em cada uma dessas fases. Este critério normalmente é empregado quando se trabalha com dados históricos (de no mínimo 15 anos) da evapotranspiração de referência (ETo) para o local do cultivo. Dessa forma, o turno de irrigação (TI) e a lâmina líquida (LL) a serem determinados, para cada uma das 4 fases do ciclo do milho, são dados por:

   (2)         

  (3)

em que:
i = índice correspondente à fase (Figura 5) do ciclo da cultura do milho (i = 1, 2, 3 ou  4);
TIi = turno de irrigação na fase i, em dias;
Armi = lâmina de água armazenada no solo na fase i que será usada como suprimento para a cultura (mm);
ETci = evapotranspiração da cultura média diária na fase i, em mm/dia;
LLi = lâmina líquida de irrigação na fase i, em mm.

A lâmina de água que fica armazenada no solo (Arm) e que se pode tornar disponível à planta é representada pela equação:

    (4)

O coeficiente f estabelece o ponto da água no solo em que não haverá perda de rendimento da cultura em decorrência do estresse hídrico provocado por demanda evaporativa elevada. Assim, maior demanda evaporativa normalmente exigirá menores valores de f e vice-versa. Para as condições de demanda evaporativa constantes na Tabela 1, os valores de f podem ser de 0,75; 0,60; 0,50 e 0,40 para baixa, moderada, alta e muito alta demanda, respectivamente. A profundidade efetiva do sistema radicular (Zmax) para o milho pode ser considerada entre 40 e 50 cm, entretanto, dependendo das circunstâncias, impedimentos no solo de ordem física e/ou química podem alterar esses valores, de modo que é preferível que se realize teste em campo para que se encontre o valor mais compatível com a realidade local. É claro que na fase inicial o sistema radicular vai-se desenvolvendo a partir da profundidade de semeadura até atingir o seu pleno desenvolvimento, que deve ocorrer no término da fase 2. Pode ser considerado que o seu desenvolvimento é linear a partir da profundidade de semeadura até atingir a fase 3, como está representado na Figura 6. Geralmente, no cálculo do TI pela equação 2 é muito comum a não obtenção de número inteiro, ou seja, o TI com fração de dias. O que se faz comumente é o arredondamento para o próximo valor inteiro inferior, de modo que o coeficiente de depleção (f) fique ajustado para um valor menor ao originalmente adotado. Isso se faz por medida de segurança para não submeter a cultura aalgum tipo de estresse hídrico. Entretanto, quando o seu valor na casa decimal for superior a oito décimos (> 0,8), não é problema o seu arredondamento para o próximo número inteiro superior, desde que se analise o que ocorre com o valor de f. Desse modo, haverá a necessidade de corrigir a LL obtida pela equação 3 em função do TI corrigido, com a consequente mudança do valor de f também.

Figura 6 - Evolução do crescimento do sistema radicular do milho em função da fase vegetativa (Ilustração: Idmar Pedro)

Exemplo:
Quais são a lâmina líquida de irrigação (LL) e o turno de irrigação (TI) da cultura do milho em cada uma de suas 4 fases, cujos dados do local do plantio são:
CC = 35% peso; PMP = 26% peso; d = 1,1 g/cm³; Z (fase 1) = 20 cm; Z (demais fases) = 40 cm; f (todas as fases) = 0,5; ETc (fase 1) = 2,5 mm/dia; ETc (fase 2) = 3,6 mm/dia; ETc (fase 3) = 5,2 mm/dia; ETc (fase 4) = 3,1 mm/dia?

Solução:
O que se deseja é: LLi e TIi, sendo i = 1, 2, 3 e 4, correspondentes a cada uma das fases da cultura.

As lâminas de água que ficam armazenadas no solo (Armi) em cada uma das 4 fases (equação 4) são:

Os turnos de irrigação em cada fase (TIi; – equação 2) serão:

As lâminas líquidas de irrigação de cada fase (LLi – equação 3) serão:

    b. Sensores para monitoramento do potencial ou da umidade do solo

Os equipamentos que possuem sensores que monitoram o potencial matricial (tensiômetros e blocos de resistência elétrica) e o conteúdo de água no solo (TDR e sonda de nêutrons) podem ser empregados também para se fazer o manejo de irrigação.
O tensiômetro funciona adequadamente na faixa de potencial de 0 a -80 kPa, o que não representa grande problema, porque a maior parte da água facilmente disponível dos solos usados em agricultura está retida dentro dessa faixa de potencial. Quando há necessidade de se extrapolar essa faixa (potenciais < -80 kPa), podem-se empregar os blocos de resistência elétrica, mas há necessidade da calibração desses para cada tipo de solo. Em ambos os casos, haverá a necessidade também da obtenção da curva de retenção do solo, ou pelo menos das umidades na capacidade de campo (CC), no ponto de murcha permanente (PMP) e do potencial de referência para se fazer a irrigação (Ψir).

Para o caso do milho, o potencial de referência para se efetuar a irrigação (Ψir) é variável de acordo com o clima local e a época de plantio. Porém, de um modo geral, para garantir que as plantas não se submetam a estresses hídricos severos, pode-se considerar o Ψir em torno de -70 kPa. É claro que cada caso deve ser estudado em suas condições peculiares. Estudos de Resende et al. (2000) indicam o potencial de -70 kPa em condições de verão no Cerrado e em qualquer época no Semiárido e de -300 kPa no inverno no Cerrado. As medições do potencial ou da umidade devem ser feitas em pelo menos 3 a 4 pontos representativos da área cultivada e no mínimo a duas profundidades (Figura 7): uma na zona de máxima atividade radicular (ponto A - que corresponde aproximadamente na região mediana da profundidade efetiva do sistema radicular, para a cultura em seu máximo desenvolvimento) e outra nas proximidades da parte inferior da zona radicular (ponto B). No caso do milho, o que pode ser considerado, quando só se dispuser de equipamento para monitorar o potencial ou a umidade do solo, é que se realizem irrigações frequentes (turno de irrigação de 1 ou 2 dias) até os 15 dias após a semeadura (DAS) e de 15 a 30 DAS se instalem os sensores a 10 cm (ponto A) e 20 cm de profundidade (ponto B). Após os 30 DAS, os sensores são aprofundados para 20 cm (ponto A) e 40 cm (ponto B) (Figura 7). As medições no ponto A são as que devem ser utilizadas para definir o momento da irrigação e as no ponto B servem para se verificar se a irrigação foi realizada em excesso com risco de lixiviação de solutos.

Controlando-se a irrigação por meio desses sensores instalados no solo, o momento de irrigar fica completamente independente do estabelecimento prévio de turnos de irrigação. Contudo, deve-se acompanhar o desenvolvimento do sistema radicular, para determinar a zona ativa das raízes (Zi) e considerar a leitura do potencial ou da umidade feita no ponto médio dessa profundidade como a indicadora de quando irrigar.

Usando-se este método como manejo de irrigação, a lâmina líquida de irrigação por fase da cultura (LLi) é dada por:

  (5)

em que:

Figura 7 - Profundidade de instalação de sensores no solo (Ilustração: Idmar Pedro).

LLi = lâmina líquida de irrigação na fase i, em mm;
CC = umidade do solo na capacidade de campo, em %peso;
Uir = umidade do solo no ponto A correspondente ao potencial referente ao momento de se efetuar a irrigação (Ψir = -70 kPa), em %peso;
d = densidade do solo, em g cm-3;
Zi = profundidade efetiva do sistema radicular na fase i, em cm.
10 = constante necessária para conversão de unidades.
 

Observa-se que o coeficiente de depleção (f) não aparece explícito na equação 5, porque esse fator está implícito ao se estabelecer um limite mínimo de umidade no solo para reinício da irrigação (Uir). No entanto, quando se utilizam instrumentos que medem apenas o potencial matricial (como o tensiômetro), é necessário converter o valor de Ψir em Uir por meio da curva de retenção do solo.

Exemplo:
 

Qual é a lâmina líquida de irrigação (LL) da cultura do milho na fase 3, cujos dados do local do plantio são:

CC = 35% peso; umidade no solo no ponto A da Figura 4, que corresponde à umidade crítica para efetuar a irrigação (Uir) = 30% peso; d = 1,1 g/cm3; Z (fase 3) = 40 cm. O sensor no solo que é a referência para se proceder a irrigação da cultura está localizado no ponto A, conforme a Figura 4? Solução:

O que se deseja é LL3 (equação 5) que corresponde à fase 3 da cultura:

 

c. Sensores de solo conjuntamente com algum método de medir ou estimar a evapotranspiração de referência (ETo)

Este critério tem a vantagem de se poder programar a irrigação sem conhecimento prévio das características físico-hídricas do solo, como, por exemplo, a sua curva de retenção e do clima. O sensor de potencial ou de umidade do solo indicará o momento de irrigar, conhecendo-se antecipadamente o limite mínimo do potencial (Ψir) ou do conteúdo de água (Uir) no solo a partir do qual se realizará a irrigação. Por exemplo, como já visto para o milho, o valor de Ψir pode ser de -70 kPa lido num tensiômetro.

A lâmina líquida de irrigação é determinada pelo somatório da  evaporação da cultura acumulada desde a última irrigação, conforme a equação:

  (6)

em que:


LLi= lâmina líquida de irrigação na fase i (mm);
i = índice correspondente à fase do ciclo do milho (i = 1, 2, 3 ou 4);
j = índice correspondente ao dia da coleta do dado da ETo;
n = número máximo de dias de coleta dos dados de ETo até que o potencial (Ψir) ou umidade de irrigação (Uir) seja atingido;
Kci = coeficiente de cultura na fase i;
EToj = evapotranspiração de referência no dia j.

Este critério de manejo se adapta bem quando se utiliza o tensiômetro para estabelecer o momento da irrigação e o tanque Classe A para a estimativa da ETo diária, havendo, neste caso, a necessidade de multiplicar a evaporação da água do tanque (ECA) por um coeficiente de tanque (Kp), conforme a Tabela 3.

Tabela 3. Coeficiente de tanque (Kp) para diferentes condições de cobertura de solo, de níveis de umidade relativa média do ar e de vento de 24 h (DOORENBOS;  PRUITT, 1977)*

 

Caso A: tanque exposto em local coberto com vegetação verde

Caso B: tanque exposto em local de solo nu

UR** média (%)

 

Baixa < <40

Média 40 – 70

Alta > 70

 

Baixa < 40

Média 40 – 70

Alta > 70

Vento (km/dia)

Bordadura (R) m

 

 

 

Bordadura (R) m

 

 

 

Leve

1

0,55

0,65

0,75

1

0,70

0,80

0,85

< 175

10

0,65

0,75

0,85

10

0,60

0,70

0,80

(<2 m/s)

100

0,70

0,80

0,85

100

0,55

0,65

0,75

 

1000

0,75

0,85

0,85

1000

0,50

0,60

0,70

Mode-

1

0,50

0,60

0,65

1

0,65

0,75

0,80

rado

10

0,60

0,70

0,75

10

0,55

0,65

0,70

175-425

100

0,65

0,75

0,80

100

0,50

0,60

0,65

(2-5m/s)

1000

0,70

0,80

0,80

1000

0,45

0,55

0,60

Forte

1

0,45

0,50

0,60

1

0,60

0,65

0,70

425-700

10

0,55

0,60

0,65

10

0,50

0,55

0,65

(5-8m/s)

100

0,60

0,65

0,70

100

0,45

0,50

0,60

 

1000

0,65

0,70

0,75

1000

0,40

0,45

0,55

Muito

1

0,40

0,45

0,50

1

0,50

0,60

0,65

Forte

10

0,45

0,55

0,60

10

0,45

0,50

0,55

> 700

100

0,50

0,60

0,65

100

0,40

0,45

0,50

(>8 m/s)

1000

0,55

0,60

0,65

1000

0,35

0,40

0,45

* para obter ETo: ETo = Kp x ECA (ECA é a evaporação da água no tanque Classe A)

** umidade relativa (UR)

Exemplo:

Qual é a lâmina líquida de irrigação (LL) da cultura do milho na fase 3, cujo momento da irrigação é estabelecido com um sensor no solo (tensiômetro) quando indica o valor de -70 kPa? A evaporação do tanque Classe A (ECA) foi medida diariamente conforme a tabela abaixo (o vento local durante as medições de ECA esteve abaixo de 2 m/s, a umidade relativa abaixo de 40% e o tanque estava sobre grama verde num raio de 100 m).

dia

Potencial da água no solo (kPa)

ECA (mm)

20

-5

7,2

21

-10

6,1

22

-23

5,9

23

-47

7,8

24

-58

4,7

25

-70

6,6

Solução:
O primeiro passo é determinar o coeficiente do tanque (Kp) e, em seguida, os valores diários da evapotranspiração de referência (ETo). Pela Tabela 2, para UR < 40%, velocidade do vento < 2 m/s e raio de bordadura com vegetação verde de 100 m, o valor de Kp = 0,70 (Tabela 2). Com isso, obtêm-se os valores da ETo (ETo = Kp x ECA) da seguinte forma:

dia

Potencial de água no

Solo (kPa)

ECA (mm)

ETo (mm) Kp = 0,70

20

-5

7,2

5,04

21

-10

6,1

4,27

22

-23

5,9

4,13

23

-47

7,8

5,46

24

-58

4,7

3,29

25

-70

6,6

4,62

O coeficiente de cultura (Kc) para uma condição de ETo moderada (média de 4,47 mm/dia) na fase 3 do milho é 1,23 (Tabela 1), portanto usando-se a equação 6 determina-se a lâmina líquida de irrigação na fase 3 (LL3):