CARTILHA 2013
MANEJO DE IRRIGAÇÃO UTILIZANDO O TENSIÔMETRO
REALIZAÇÃO:
Av. Francisco Lopes de Almeida Bairro Serrotão | CEP: 58434-700 Campina Grande-PB +55 83 3315.6400 www.insa.org.br
Salomão de Sousa Medeiros Cláudia Facini Reis José Amilton Santos Júnior Márcio Roberto Klein Maycon Diego Ribeiro Flávio Daniel Szekut Delfran Batista dos Santos
APOIO:
APRESENTAÇÃO
Governo do Brasil Presidência da República Dilma Vana Rousseff Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação Marco Antonio Raupp
Este material didático foi produzido para apoiar a execução do projeto Planejamento, Gerenciamento e Uso Racional de Água em Áreas Irrigadas do Semiárido Brasileiro, cujo objetivo é introduzir e adaptar tecnologias de planejamento, gerenciamento e uso racional de água em áreas irrigadas do Semiárido brasileiro, visando à conservação dos recursos hídricos, prevenção da salinidade do solo e aumento da produtividade das culturas, mediante capacitação e treinamento de pessoal envolvido em pólos de irrigação, estando essa atividade em consonância com a Lei Nº 12.787, de 11 de janeiro de 2013, que trata da Política Nacional de Irrigação.
Instituto Nacional do Semiárido Diretor Ignacio Hernán Salcedo Assessores Técnicos Salomão de Sousa Medeiros Aldrin Martin Perez-Marin Assistente Técnico Vinícius Sampaio Duarte Projeto Gráfico e Editoração Eletrônica Wedscley Oliveira de Melo
Ignacio Hernán Salcedo Diretor
O projeto conta com apoio financeiro do Banco do Nordeste do Brasil – BNB, através do Fundo de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – FUNDECI, e apoio logístico operacional da Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Parnaíba – CODEVASF.
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
INSTALAÇÃO E LEITURA DOS TENSIÔMETROS
O manejo de irrigação tem como finalidade a promoção do uso racional da água no setor agrícola, em especial nas áreas localizadas no Semiárido brasileiro que apresenta disponibilidade hídrica reduzida, permitindo assim uma maior eficiência no uso da água e a sustentabilidade econômica, social e ambiental da prática de irrigação. O manejo correto da irrigação pode ser realizado com auxilio de equipamentos denominados tensiômetros (Figura 1); que consiste de uma cápsula porosa ligada a um tubo que a conecta a um medidor de tensão (vacuômetro) que indica a força com que a água está retida no solo.
Tampa Rolha de Borracha
Vacuômetro
Tubo de plástico
a) Preparação e instalação adequada dos tensiômetros; b) Leitura da tensão da água no solo através do vacuômetro; c) Interpretação dos resultados e utilização da curva de retenção; d) Cálculo da lâmina a ser aplicada e e) Cálculo do tempo de irrigação.
Cápsula de cerãmica
Figura 1. Detalhes das partes constituintes do equipamento tensiômetro
RESUMO DAS ETAPAS PARA ESTIMATIVA DA LÂMINA DE IRRIGAÇÃO
Instalação do tensiômetro
Determinação da Curva de Retenção
Para a utilização do tensiômetro no manejo da irrigação com o objetivo de identificar o momento certo de irrigar e a quantidade certa de água a ser irrigada, os seguintes passos devem ser seguidos:
Preparação e instalação dos Tensiômetros Os equipamentos devem ser instalados nas profundidades que se deseja monitorar a tensão e a umidade do solo (Figura 2); normalmente instala-se um a 15 cm e outro à 30 cm, com objetivo de monitorar a necessidade hídrica da cultura na fase inicial (15 cm) e na fase adulta (30 cm). Para uma instalação adequada os seguintes passos devem ser seguidos: a) Colocar as cápsulas de cerâmica para saturar durante 24h em água destilada ou com condutividade abaixo de 0,05 dSm-1; b) Fazer um buraco, preferencialmente em solo úmido, na linha de plantio, próximo do caule da planta até a profundidade recomendada;
Cálculo da L L (Equação 1)
c) Instalar o tensiômetro no solo, de forma que o tubo fique bem ajustado ao solo; d) Preencher o tensiômetro com água até o local indicado;
Cálculo da L B
e) Acoplar uma bomba de vácuo (ou seringa) ao tensiômetro e succionar o ar até que o manômetro indique cerca de 70 kPa.
(Equação 2)
f) Deixar a bomba (ou seringa) acoplada por 5-10 segundos, até cessar a subida de bolhas de ar.
Cálculo do Tempo
Cálculo do Tempo
de irrigação (Aspersão)
de irrigação (Localizada)
(Equação 3)
(Equação 4)
g) O valor da tensão de água no solo é calculado a partir da leitura do vacuômetro e depende principalmente da profundidade de instalação da cápsula porosa no solo. h) A primeira leitura deve ser realizada 48h após a instalação do equipamento;
Umidade do solo (% volume) Preparação do buraco
Inserção do tensiômetro
Arremate
Figura 2. Instalação de um tensiômetro
40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20
0,5
Y= 21,84 + 2,39/X 2 R = 0,98
1 Bar 1,02 kgf/cm 2 10,2 mgf 100 kpa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Pressão (Bar) Figura 3. Curva característica da água no solo (1 BAR = 100 kPa)
DETERMINAÇÃO DA CURVA DE RETENÇÃO
CÁLCULO DA LÂMINA LIQUIDA DE IRRIGAÇÃO
A curva de retenção é um modelo matemático que relaciona o teor ou o conteúdo de água no solo com a força (tensão) com que ela está retida pelo mesmo (Figura 3). A avaliação da curva de retenção permite uma estimativa da disponibilidade de água no solo para as plantas, na profundidade de solo considerada.
A partir da verificação da tensão real da água no solo, mensurada com auxílio do tensiômetro e da curva característica, é possível calcular a lâmina liquida de irrigação a ser reposta, dada pela Equação 1:
O procedimento para obtenção da curva de retenção será descrito a seguir: 1. Identificar a área e, ou cultura onde será realizado a instalação dos tensiômetros para fins de monitoramento da umidade do solo; 2. Coletar amostras de solo nas profundidades que se deseja realizar o monitoramento da umidade; 3. Colocar as amostras em sacos plásticos, identifica-las e enviar para o laboratório onde será realizada a analise; 4. Solicitar ao laboratorista que a curva de retenção seja provida dos seguintes pontos: 0,1; 0,33; 0,50; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0 e 15,0 bar; 5. De posse da curva (Tensão x Umidade) pode-se gerar a partir do Excel ou outro software a equação da curva característica de água no solo (Figura 3 ).
LL = (UCC – UUC) * PR
LL - Lâmina liquida de irrigação, mm; UCC - Umidade do solo na capacidade de campo (%); UUC - Umidade do solo (%) referente a umidade critica para a cultura (Tabela 1) obtida com auxilio do tensiômetro e da curva característica; PR - Profundidade do perfil do solo que deseja monitorar a umidade (cm).
A Tabela 1 apresenta resultados de pesquisas que fornece informação da faixa de tensão recomendada para o momento de irrigar algumas culturas afim de reestabeler níveis adequados de umidade no solo para as mesmas.
Tabela 1. Indicadores limites de tensão de água no solo para inicio das irrigações em algumas culturas
Profundidade Tensão (cm) (cbar) Trigo 10 60 Trigo 20 97 Feijão 10 50 Feijão 15 25 - 30 Milho 10 40 Soja 15 37 Soja 30 63 Arroz 15 25 Alface 40 - 60 Cebola 15 - 45 Tomate salada 30 - 100 Tomate industrial 100 - 400 Cenoura 20 - 30 Melão 30 - 80 Adaptado de Azevedo & Silva (1999) e Vicente & Vicente (2004) Cultura
Fonte Guerra et al. (1994) Saad & Libardi (1992) Bernardo et al. (1970) Stone & Moreira (1986) Guerra et al. (1994) Saad & Libardi (1992) Saad & Libardi (1992) Embrapa (1992) Pew (1958) Carrijo et al. (1990) Silva & Simão (1973) Maoulli et al. (1991) Silva et al. (1982) Doorenbos & Pruitt (1977)
A eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação depende do tipo de método utilizado (aspersão, localizada, superfície e subsuperficial), estado de conservação do sistema e modelo de operação adotado. Os valores utilizados da Ei devem ser oriundos da avaliação do próprio sistema, contudo, na falta deste, e para fins de estimativa da lâmina de irrigação pode-se considerar os valores da Tabela 2. Tabela 2. Eficiência de aplicação para diversos métodos e sistemas de irrigação Métodos
Superfície
Aspersão Localizada
1 cbar = 0,01 bar
Subsuperficial
CÁLCULO DA LÂMINA BRUTA DE IRRIGAÇÃO Lâmina bruta (LB) de irrigação é a quantidade de água que deverá ser aplicada a cultura em cada evento de irrigação objetivando o suprimento das necessidades hídricas das plantas (Equação 2). Para a estimativa da lâmina bruta de irrigação a ser aplicada, conforme Equação 2, são necessário os valores da Lâmina líquida e de eficiência de aplicação. Em que, LB - Lâmina bruta de irrigação, mm; LL - Lâmina líquida de irrigação mm; e Ei - Eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação, %.
Sistemas Sulco (convencional) Corrugação Faixa Inundação Convencional Autopropelido Pivô central Gotejamento Microaspersão Lençol freático estável Lençol freático variável
Ea ideal
Ea aceitável %
= = = = = = = = = = =
75 70 80 85 85 85 85 95 95 70 80
60 = 60 = 65 = 65 = 75 = 75 = 75 = 80 = 80 = 60 = 65 =
CÁLCULO DO TEMPO DE IRRIGAÇÃO O tempo de irrigação refere-se ao tempo necessário que o sistema de irrigação deverá permanecer funcionando para aplicação da lâmina de irrigação necessária. Em sistemas de irrigação por aspersão o cálculo pode ser realizado utilizado a Equação 3 Em que, Ti - Tempo de irrigação, h; Iai - Intensidade de aplicação média dos emissores, mm h-1; e LB - Lâmina bruta de irrigação, mm.
Em sistemas de irrigação localizada o cálculo pode ser realizado utilizado a Equação 4 Em que, Ti - Tempo de irrigação, h; Np - Número de plantas por hectare; Ne - Número de emissor por planta; Qee - Vazão do emissor, L h-1. LB - Lâmina bruta de irrigação, mm.
Exemplo: Calcular a lâmina liquida de irrigação, tomando por base a curva de retenção de água no solo representada pela equação UUC = 21,8 + 2,4/X0,5. Com a capacidade de Campo = 0,1 bar correspondendo a 28 % de umidade do solo e a cultura a ser irrigada é o arroz na fase inicial com profundidade efetiva das raízes de 15 cm. 1º Passo: LL = (U CC – UUC) * P R LL = (28 – UUC) * 15
2º Passo: Estimar a Uuc para isso tem os seguintes dados: - Cultura: Arroz - Profundidade para monitoramento da umidade: 15 cm - Na Tabela 1 a tensão correspondente para o arroz é: 25 cbar - Substituindo na equação tem -se: UUC = 21,84 + 2,39/0,25 0,5 - UUC = 26,62 % 3º Passo: LL = (28 – 26,62) * 15 LL = 20,7 mm
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AZEVEDO, J. A. de; SILVA, E. M. da. Tensiômetro: Dispositivo pratico para controle da irrigação. Planaltina: Embrapa-CPAC, 1999, 37p. (Embrapa. Circular Técnica, nº 1) BERNARDO, S.; SOARES, A. A.; MANTOVANI, E. C. Manual de irrigação. 8ed. Viçosa: UFV, 2006. 625p. NASCIMENTO, P. dos S.; BASSOI, L. H.; PAZ, V. P. da S. Planilha eletrônica para auxilio à tomada de decisão em manejo de irrigação. Irriga, Botucatu, v. 17, n. 1, p. 1-15, 2012. VICENTE, A. S. C.; VICENTE, S. E. I. Proposta para Manejo da Irrigação. Amazônia Irrigação, Belém, Pará, 30p. 2004.