Cartilha Raks - Manejo de Irrigação - 2021

CURSO

FUNDAMENTOS E APLICAÇÕES PARA O MANEJO DE IRRIGAÇÃO

CARTILHA / 2021

SEJA BEM-VINDO

Olá, amigo! Como vai?

Estamos felizes com a sua presença no curso Fundamentos e Aplicações para o Manejo de Irrigação, promovido pela Raks Tecnologia Agrícola.

Nesta cartilha você vai encontrar um material que vai apoiar o seu aprendizado durante a jornada no curso. Aqui você terá acesso a dados, gráficos, além de todo conteúdo apresentado pela equipe de agronomia da Raks.

Esse curso tem o apoio do edital da ABDI Agro 4.0, uma iniciativa com parceria dos ministérios da Economia, da Agricultura, Pecuária e Abastecimento e da Ciência, Tecnologia e Inovação (clique aqui e confira mais sobre esse projeto).

Mas, antes de partirmos para o curso, vamos te explicar um pouquinho sobre como nós da Raks conseguimos te ajudar na lida diária no campo através das nossas soluções.

Nossa empresa nasceu do desejo de transformar. Transformar a sua rotina em algo mais prático; transformar a sua irrigação em simplicidade e assertividade. Nosso objetivo é aumentar a produtividade e reduzir gastos com água e energia elétrica no campo. Nós unimos tecnologia e conhecimento humano para auxiliar o desenvolvimento da agricultura. Nossa solução une dados de solo, clima e planta para te dizer QUANDO e QUANTO irrigar!

É um prazer ter você conosco nesta viagem profunda sobre o mundo da irrigação. Esperamos que este curso amplie os seus conhecimentos e faça a diferença no seu trabalho.

Vamos lá!

Um abraço,

Fabiane Kuhn

CEO da Raks Tecnologia Agrícola

QUEM ESTÁ APRESENTANDO

Técnico em eletrônica, estudante de Agronomia e colaborador da Raks Tecnologia Agrícola. Acredita que a tecnologia, a agricultura e a sustentabilidade devem andar juntas para buscar maior eficiência na produtividade e na preservação dos recursos naturais.

Engenheiro Agrônomo pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e Técnico em Agropecuária pelo IFRS – Campus Sertão. Atua como Diretor de Agronomia na Raks Tecnologia Agrícola e acredita que a agricultura do futuro caminha para uma agricultura de processos, amparada em sistemas de produção mais complexos e sustentáveis com o uso dos recursos naturais.

CEO da Raks Tecnologia Agrícola. Reconhecida com o prêmio The Outstanding Young Person na categoria Desenvolvimento Científico e/ou Tecnológico e com o prêmio Top Talents Under 25 na categoria empreendedorismo. Foi a primeira mulher a representar o Brasil na maior competição de empreendedorismo universitário do mundo, o GSEA, e recentemente foi uma das 25 pessoas do mundo selecionadas para o programa alemão Westerwelle Young Founders.

Daniel Adams

Dionata Filippi

Fabiane Kuhn

QUEM ESTARÁ APRESENTANDO CONVIDADOS ESPECIAIS

Professor do Departamento de Solos da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). É mestre e doutor em Ciência do Solo pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo/UFRGS. Desenvolve pesquisas na área de Relação Solo-MáquinaPlanta com ênfase na estrutura do solo como controladora de processos dinâmicos e armazenamento de água para as plantas.

Professor do Departamento de Plantas de Lavoura da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. É mestre e doutor em Fitotecnia pelo Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia/ UFRGS. Possui como linha de pesquisa, os temas: sensoriamento remoto na agricultura; ecofisiologia e manejo de plantas de lavoura; adubação nitrogenada em taxa variável em cereais; uso do nitrogênio pelas plantas de lavoura e agricultura de precisão.

Michael Mazurana

André Luis Vian

Icaro Borges Tavares

Grasiela Bergamaschi

MÓDULO 1

DADOS NACIONAIS DE IRRIGAÇÃO

Neste primeiro módulo, vamos iniciar entendendo alguns importantes números sobre a irrigação no Brasil.

Um exemplo:

Em 2019, a agricultura irrigada consumiu cerca de 940 mil litros de água por segundo ou 29,7 trilhões de litros no ano.

De acordo com dados recentes da Agência Nacional de Águas (ANA), a área irrigada no Brasil é de 8,2 milhões de hectares. Desse total, 74,5% utilizam águas de mananciais e 35% contam com fertirrigação, ou seja, com água de reuso. Lembrando que a fertirrigação é uma técnica de adubação que usa a água da irrigação para levar nutrientes ao solo.

Mas o setor deve crescer ainda mais no Brasil. Ainda conforme dados da ANA, em 2040 devemos atingir 12,4 milhões de hectares irrigados. Um aumento de mais de 51%.

Porém, esse aumento vai esbarrar em uma limitação de recursos hídricos. Apenas 22% de toda área agropecuária brasileira pode ser irrigada, o que representa 51 milhões de hectares.

Isso mostra que precisamos de um planejamento e gestão da água para que seja utilizada da melhor forma.

Já deu para entender que estamos falando de um setor gigante, se pensarmos que o Brasil é um dos principais produtores de alimentos do mundo. Afinal a irrigação é fundamental para a produção de alimentos.

Como o setor está organizado?

Hoje 92,2% da agricultura irrigada é do setor privado. Temos 28 polos nacionais de irrigação e eles somam 50% da área irrigada e 70% da demanda de água do setor. Mas como eles estão divididos?

Temos três grandes grupos nesses polos que estão espalhados pelo país: arroz irrigado, pivôs centrais e o grupo de outras tipologias.

Esses locais investem em tecnologia e como resultado têm ganho de produtividade. Isso porque a agricultura irrigada produz até três vezes mais do que uma cultura não irrigada, produzida no sequeiro.

E os benefícios são claros: a redução de custo, redução do impacto climático e aumento da estabilidade produtiva. Para ficar mais fácil de entender, veja como a cultura do arroz, do feijão e do trigo se comportam no cenário do sequeiro e no cenário da irrigação.

Diferenças de comportamento: sequeiro x irrigação

Iniciando pelo feijão: dados do IBGE e da Embrapa indicam que há um rendimento de 1290 quilos por hectare

em sequeiro. Enquanto a mesma cultura de forma irrigada produz 2530 quilos por hectare, ou seja, o dobro.

Quando analisamos o trigo temos a expectativa de 2550 quilos por hectare no sequeiro e 4930 quilos por hectare com o uso de irrigação.

No arroz esse número é ainda maior! Estima-se a produção de 1970 quilos por hectare no sequeiro e 7240 quilos por hectare na cultura irrigada, um aumento de 3,7 vezes.

Voltando a usar 2019 como exemplo, destacamos que o valor da produção irrigada chegou a 55 milhões de reais no ano.

Agora saindo de 2019, vamos olhar para o futuro. Segundo a Agência Nacional das Águas, a agricultura irrigada deve crescer 76% até 2040.

Vamos entender como isso ocorre:

Em 2019 a composição de áreas irrigadas somou 8,19 milhões de hectares. Já em 2040 esse número deve ser de 12,24 milhões de hectares.

Olhando a imagem abaixo percebemos que a área de cana fertirrigada se manterá estável no período. O mesmo ocorre para o cultivo de arroz. Na cana irrigada haverá um leve aumento de áreas irrigadas, assim como no café.

O grande diferencial estará nas áreas equipadas com pivôs centrais, que irão aumentar em 2,06 milhões de hectares sua representação, passando de 27% da área irrigada em 2019 para 38% em 2040.

Por fim, as demais culturas e sistemas irão aumentar a representatividade para a obtenção da expectativa de áreas irrigadas para os próximos 20 anos.

Esse crescimento todo se dará de forma distribuída no país. Hoje temos uma distribuição onde 31% da irrigação fica no sudeste. 26% no sul do BrasiL, 22% no nordeste, 14% no centro-oeste e 6% no norte.

Quando olhamos para 2040, temos uma mudança nessas localidades.

O centro-oeste possui 45% do potencial efetivo. Já o sul conta com 31%, o sudeste com 19% e as regiões norte e nordeste com 2% cada.

Como podemos perceber, o maior potencial está no centro-oeste. Isso ocorre pelas condições de curto e médio prazo de solo, relevo e infraestrutura para receber

irrigação. Tudo isso nos mostra o potencial que temos no Brasil para utilizar a irrigação e produzir ainda mais alimentos. No próximo módulo, vamos falar sobre a dinâmica da água no solo.

SAIBA MAIS:

Confira aqui o mapeamento completo da ANA e consulte mais informações sobre o panorama da irrigação no Brasil.

MÓDULO 2

ÁGUA NO SOLO: DE CONCEITOS BÁSICOS ATÉ APLICAÇÕES

PRÁTICAS

Neste

módulo falaremos sobre os conceitos básicos da água no solo, os diferentes tipos de solos e suas características, a dinâmica da água em cada tipo de solo.

No primeiro módulo vimos que a irrigação é uma técnica que veio para ficar. Nos próximos anos, a tendência é que essa prática seja responsável pelo crescimento da produção de alimentos em muitas regiões do planeta.

Diversos fatores impactam na produtividade das culturas agrícolas. Podemos dividi-los em quatro grandes grupos onde temos a contribuição de cada fator de produção: o clima (50%), o solo (23%), planta/genótipos (13%) e manejo do ambiente (14%) (SENTELHAS, 2018).

A variabilidade climática, que é intrínseca ao clima de um local, possui grande influência na produção. Por isso, deve ser sempre avaliada quando caracterizamos um cenário produtivo. Assim podemos nos preparar para os diferentes cenários que possam ocorrer durante uma safra ou ano agrícola, principalmente quando o assunto é água.

A água é fundamental para o crescimento e desenvolvimento das plantas. No entanto, nem sempre esse

Clima

Planta

Solo Manejo

recurso está disponível na quantidade e no momento adequado durante o ciclo de uma cultura, seja pela má distribuição das chuvas, pela escassez ou até pela falta dela em determinado período.

Como minimizar esses problemas?

Uma alternativa para minimizar esses problemas é o uso da irrigação. Contudo, o manejo da aplicação de água no solo não é tão simples quanto parece. Isso porque temos diversos tipos de solos, com características distintas que fazem com que a água se comporte de maneira diferente em cada um.

A interação da água e o solo no sistema solo-planta-atmosfera é regida por alguns fatores, sendo os principais parâmetros físico-hídricos que influenciam são: granulometria das partículas; densidade do solo; condutividade hidráulica do solo; capacidade de infiltração de água e porosidade.

O primeiro passo para entender alguns atributos do solo e como eles interferem na dinâmica da água nesse ambiente é necessário entender como o solo é formado. O solo é considerado um sistema trifásico por conter três fases.

gânica. A outra metade é dividida entre a fase líquida, composta pela água e solução do solo, e fase gasosa, onde ocorrem as trocas gasosas. Cada fase ocupa um volume entre 25% a 30%, dependendo das condições em que o solo se encontra.

Granulometria

Aproximadamente 50% do volume do solo é ocupado pela fase sólida, composta por minerais e matéria or-

A granulometria diz respeito à distribuição por diferentes tamanhos das partículas minerais que compõem o solo,ou seja, a fração menor que 2 mm de diâmetro é de maior importância agronômica.

Ela é divida em: areia (de 2 a 0,05 mm) silte (de 0,05 a 0,002 mm) e argila que é a menor fração granulométrica do solo (menor que 0,002 mm).

Cabe lembrar que a textura do solo é praticamente invariável ao longo do tempo, ou seja, através de práticas agrícolas não é possível transformar um solo arenoso em argiloso.

Veja gráfico ilustrativo na próxima página.

A textura do solo enquanto propriedade define a quantidade de água que o solo pode armazenar. Esse fenômeno está relacionado com o tamanho das partículas que vimos anteriormente.

Por exemplo: um solo de textura arenosa, composto principalmente de partículas grosseiras, tende a reter menos água que um solo de textura argilosa, constituído por partículas menores, ou seja, quanto maior forem as partículas, menor será a capacidade de retenção e armazenamento de água.

Fonte: Solo Fértil

A partir da análise granulométrica ou análise física do solo, obtemos a textura do solo formada a partir do arranjo entre a proporção de areia, silte e argila. A combinação entre elas, em diferentes proporções, dá origem a 13 classes texturais, mas de maneira geral, podemos dividir essas treze classes em solos de textura muito argilosa, argilosa, média, siltosa e arenosa.

A partir da ligação e organização das partículas sólidas (areia, silte, argila e matéria orgânica) e da ação de microrganismos do solo formam-se agregados.

A junção de agregados dá origem à estrutura do solo. A estrutura do solo nos mostra as condições do solo, ou seja, solos bem estruturados possuem menor densidade, maior porosidade, maior taxa de infiltração de água e maior armazenamento de água para as plantas.

Já solos com estrutura degradada podem apresentar maior densidade devido à compactação do solo, menor porosidade e menor taxa de infiltração de água, além de diminuir a capacidade de armazenamento de água para as plantas.

A densidade do solo

A densidade do solo é a unidade que relaciona a massa de solo em um determinado volume. Como visto anteriormente, a densidade do solo está relacionada com a porosidade do solo e muito associada aos fenômenos de compactação do solo.

Logo, para o mesmo volume de solo, quanto maior for a massa de solo, menor será a porosidade e maior a densidade do solo. Isso afeta a capacidade de retenção e o movimento de água no solo.

Solos argilosos normalmente apresentam densidade de 0,9 a 1,20 gramas por centímetro cúbico. Já solos arenosos apresentam entre 1,25 a 1,70 gramas por centímetro cúbico.

Antes de chegarmos no assunto de água no solo é importante entendermos como os solos são formados, visto que já falamos bastante de solos argilosos e arenosos.

Por conta dos diferentes fatores de formação do solo como clima, organismos, relevo, material de origem e tempo existem diversos tipos de solo. A classificação se baseia através da constituição das camadas ou horizontes.

Logo, solos com estrutura degradada são mais suscetíveis a problemas ambientais, como a erosão hídrica.

Sob uma determinada profundidade, as camadas devem apresentar a mesma característica e as mesmas com-

posições em relação à cor, textura, estrutura e outras características.

Um perfil de solo mostra uma sequência vertical de camadas ou horizontes resultante da ação dos processos de formação do solo.

Cabe salientar que nem todos os horizontes principais estão presentes em todos os perfis de solo.

Horizonte A: É um horizonte mineral, situado na superfície que representa a concentração de matéria orgânica decomposta, incorporada pelos microrganismos e misturada com a fração mineral. Normalmente possui coloração mais escura que os horizontes abaixo.

Horizonte B: É um horizonte mineral identificado pela coloração mais viva (vermelha, amarela ou cinza) comparado com o horizonte A ou C. Apresenta agregados estruturais bem desenvolvidos.

Horizonte C: É um horizonte constituído por rocha alterada, pouco afetado pelos processos de formação do solo. Normalmente representa o material de origem do solo.

Rocha mãe - R : É uma camada mineral de material consolidado, constituindo o material rochoso.

Isso tudo que vimos até agora (granulometria do solo, densidade, agregação, a formação e constituição dos diferentes tipos de solos) afetam a água no solo. Para expressar o conteúdo de a água de um solo, é necessário tomarmos conhecimento de outros conceitos, sendo eles:

Limite superior de água disponível ou capacidade de campo (CC): é a condição de umidade do solo após a drenagem interna ter sido reduzida drasticamente, em um solo previamente saturado por chuva ou irrigação.

Limite inferior de água disponível ou ponto de murcha permanente (PMP): representa o limite mínimo de água armazenada no solo que será extraída pelas plantas. Logo, se o teor de água no solo está abaixo do qual a planta não conseguirá retirar água a uma taxa suficiente para suprir a demanda atmosférica, aumentando a cada instante a deficiência de água, podendo acarretar na morte da planta.

Assim, a capacidade de armazenamento de água disponível no solo (centímetro cúbico de água por centímetro cúbico de solo) é expressa através da fórmula:

AD = (CC - PMP)

Onde, CC é o conteúdo de água no solo na capacidade de campo (centímetro cúbico por centímetro cúbico)

PMP é o conteúdo de água no solo no ponto de murcha permanente (centímetro cúbico por centímetro cúbico).

Ao multiplicarmos o valor da AD pela profundidade efetiva do sistema radicular (mm), temos o conteúdo total de água no solo, que é a quantidade de água armazenada até determinada profundidade (CAD).

Geralmente, até a profundidade efetiva do sistema radicular, caso o volume de água no solo seja superior à capacidade de campo, o excedente será perdido, podendo causar danos ambientais, como formação de processos erosivos no solo, além de aumentar o custo da irrigação.

Contudo, a extração de água pelas plantas é dificultada bem antes que o ponto de murcha permanente seja atingido. Quando o teor de água no solo é reduzido abaixo de um valor crítico, torna-se difícil que a água do solo seja transportada até as raízes a uma taxa suficiente para suprir a demanda da transpiração da cultura. Então a planta começa a sofrer estresse devido ao déficit hídrico.

Devido a esse maior grau de dificuldade de extração de água pelas plantas quando o teor de água no solo diminui, definiu-se o termo água facilmente disponível (AFD).

A AFD é utilizada no lugar da CAD porque não se deve deixar que o conteúdo de água no solo atinja o PMP. Por isso, em função da cultura, das condições de clima e solo, é estabelecido o coeficiente de disponibilidade (f), tendo em vista o maior ou menor grau de dificuldade que determinada planta poderá ter para extrair água do solo. Esse valor de umidade irá corresponder à umidade crítica do solo, ou seja, quando o teor de água no solo chegar nesse valor deve-se repor a quantidade de água que representa a fração de água facilmente disponível.

Assim, podemos resumir o que abordamos ao longo da nossa conversa observando a imagem. Ela representa a relação geral entre as características da água do solo e de sua textura. Observe que o ponto de murcha permanente aumenta à medida que a textura se torna mais

fina (partindo da textura arenosa e se aproximando da textura argilosa).

A capacidade de campo vai aumentando até se estabilizar, o que ocorre em solos de textura média, similar ao comportamento da capacidade de campo ocorre para a fração de água facilmente disponível, aumentando à medida que a textura do solo se torna mais fina.

No próximo módulo vamos abordar os conceitos da dinâmica da água nas plantas.

MÓDULO 3

DINÂMICA DA ÁGUA NAS PLANTAS

Nosegundo módulo você aprendeu sobre os fatores que influenciam a dinâmica da água no solo. Agora vamos adicionar as plantas ao sistema e vamos entender como as plantas absorvem e utilizam a água, o que influencia na absorção de água e como otimizar o uso da água pelas plantas.

quando é irrigado na faixa de 6 a 7 mil kg/ha conforme a linha contínua azul.

Já o feijão cultivado em sequeiro possui produtividade média em torno de mil kg/ha, observado na linha tracejada cinza. Enquanto a cultura irrigada está acima de 2 mil kg/ha, representada pela linha contínua cinza.

De todos os recursos de que as plantas necessitam para crescer e desenvolver, a água é o mais abundante e, frequentemente, o mais limitante. Por isso, a prática da irrigação de culturas reflete o fato de que a água é o recurso-chave que limita a produtividade agrícola.

A utilização da irrigação na agricultura está diretamente associada à produtividade e consequentemente, com a produção de alimentos.

Um exemplo é a produtividade média das culturas de arroz, feijão e trigo entre 2004 e 2015 em áreas não irrigadas e irrigadas.

Analisando o rendimento por hectare da cultura do arroz, quando é cultivado em sequeiro produz cerca de 2 mil kg/ha, como podemos ver na linha tracejada azul,

O trigo não irrigado possui a mesma tendência de aumento de rendimento que as culturas anteriores. Quando não é irrigado produz cerca de 2 a 3 mil kg/ha, representado pela linha tracejada verde. Enquanto que o trigo irrigado pode chegar a 5-6 mil kg/ha, conforme linha contínua verde.

Veja gráfico informativo na próxima página.

O movimento de água é afetado por fatores de solo, de planta e de atmosfera. A perda de água pelas plantas é um processo complexo que envolve o sistema solo-planta-atmosfera, sendo os fatores mais importantes de cada componente:

A partir dos conhecimentos obtidos no Módulo 2, onde falamos de água no solo, sabemos que o solo tem papel importante na movimentação da água até a atmosfera. Se houver água disponível no solo, o movimento de água prossegue da planta até a atmosfera, e caso não haja, esse movimento cessa.

Por exemplo, para uma cultura agrícola em pleno desenvolvimento, se o potencial da água no solo é da ordem de -1 atm na planta da ordem de -5 atm e na atmosfera de -100 atm, a tendência da água é passar do solo para a planta e da planta para a atmosfera.

Como vimos antes, esse sistema é complexo, por isso é necessário definir e conhecer o volume de água dis-

ponível que o solo pode armazenar possibilitando um manejo agrícola racional.

No solo, a água se move em direção ao sistema radicular em resposta a gradientes de potencial de água que se iniciam com a evaporação da água das folhas. A absorção de água ocorre por meio das raízes, no entanto é necessário haver um gradiente potencial de água entre o solo e o interior das raízes. As regiões próximas dos ápices radiculares são responsáveis por absorver o maior volume de água, assim, à medida que o sistema radicular explora um maior volume de solo, maior é a capacidade de absorver água e nutrientes, visto que são as mesmas raízes que absorvem esses elementos.

A retirada de água por transpiração das células da folha estabelece um gradiente de potencial que é transmitido para baixo através da planta e para o solo, por isso a água do solo tende a se mover no sentido ascendente ao longo desse gradiente. Assim, o potencial de água de um tecido ou do solo expressa a habilidade em permitir a passagem de água a outro tecido ou material a um potencial mais baixo.

Quando a água é absorvida pelas plantas, através dos pelos das raízes ela flui por várias rotas até chegar a um dos principais tecidos condutores dos vegetais: o xilema. Ele funciona como um tubo e por meio dele. A água é distribuída por toda a planta até chegar nas folhas.

O processo de transpiração produz o gradiente necessário que causa o movimento de água dentro e através das plantas. A perda de água das plantas pode ocorrer através da cutícula das folhas ou dos estômatos, sendo a perda via estômatos a mais importante.

Embora as plantas absorvam um grande volume de água ao longo de seus ciclos, somente uma pequena parte desse montante fica retida. Essa parcela permanece na planta para suprir o crescimento e os demais processos metabólicos. Sendo assim, considerando que as plantas

não conseguem armazenar grandes volumes de água, ou seja, boa parte da água absorvida acaba transpirando, por que as plantas necessitam de tanta água?

Para responder essa pergunta, utilizaremos o milho como exemplo, mas o princípio vale para as outras culturas.

Porque grande parte, não só dos grãos, mas sim de todas as outras partes da planta, são formadas por moléculas orgânicas constituídas por carbono. Porém, a fonte de carbono da planta é a atmosfera. Todo o carbono é obtido em formato de gás carbônico (CO2), ou seja, através das trocas gasosas pelos estômatos. Dessa forma, quanto mais trocas gasosas forem ocorrer, maior será a quantidade de carbono que a planta terá a disposição, no entanto maior será a quantidade de água evapotranspirada.

Como comentado anteriormente, os estômatos são pequenas estruturas presentes nas folhas. Eles funcionam como válvulas reguladoras que atuam nos dois sentidos, onde a água sai e o gás carbônico entra. Em condições ideais de ambiente, a troca gasosa entre planta e atmosfera ocorre durante todo o dia. Esse fato permite que mais água e gás carbônico sejam absorvidos, aumentando assim as taxas de fotossíntese e, consequentemente, a produção de carboidratos, fundamental para o desenvolvimento e para o crescimento das plantas.

Porém, nem sempre as condições são ideais. Por exemplo, se a disponibilidade de água no solo é baixa, ou seja, o solo está seco e as condições atmosféricas favorecerem à evapotranspiração de água excedendo a capacidade da planta de atendê-la, os estômatos tendem a se fechar, decaindo a taxa de evapotranspiração e resfriamento das plantas e, consequentemente, a entrada de gás carbônico (CO2).

Além disso, quanto maior for a umidade do ar, menor será a evapotranspiração das plantas, mesmo que haja disponibilidade de água no solo.

De maneira geral, o efeito da falta de água para as plantas implica na redução da taxa de crescimento das células e tecidos vegetais, reduzindo o potencial produtivo da cultura. Por isso, práticas de manejo que favoreçam

a disponibilidade de água no volume e no momento correto, conciliando com às condições ambientais favoráveis como radiação solar e temperatura, irão favorecer o crescimento e a produção das plantas.

Por isso, é fundamental associar os conhecimentos de solos com plantas, buscando adotar manejos racionais que maximizem a produtividade das culturas de maneira sustentável.

MÓDULO 4

INTERAÇÕES ABIÓTICASPLANTA E CLIMA

Nessaaula nós vamos falar sobre o relacionamento entre o solo, as plantas e o clima. Traremos aspectos a respeito do consumo de água de diferentes culturas nos diferentes estágios fenológicos.

O sucesso do desenvolvimento de uma planta é um conjunto entre os fatores bióticos e abióticos. Lembrando que os fatores bióticos são aqueles ligados às atividades dos seres vivos como doenças e pragas Já os abióticos estão ligados aos fatores externos, como deficiência hídrica, temperatura alta e baixa, salinidade, alagamento, luminosidade e vários outros fatores que impactam no desenvolvimento das culturas, tanto de forma positiva quanto de forma negativa.

A relação das plantas com os fatores abióticos, embora inicialmente pareça distante, não é. São as condições abióticas que definem o período do ano no qual a safra ocorrerá, algumas delas como: a radiação solar e a temperatura são exemplos de componentes indispensáveis para o desenvolvimento das plantas e que não podem ser aplicados na lavoura de forma artificial.

Quando as condições, tanto abióticas quanto bióticas, são ideais para o desenvolvimento vegetal as plantas alcançam os níveis máximos de potencial produtivo, expressando alta produção de biomassa vegetal quanto de grãos ou frutos. Porém, quando algum fator ambiental interfere nas condições de desenvolvimento dos vegetais, impedindo que não alcancem seu potencial genético pleno, nos deparamos com um fenômeno denominado de estresse.

Por exemplo, analisando os nutrientes essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas, é importante compreender o princípio chamado de Lei de Liebig ou Lei do Mínimo que correlaciona a disponibilidade de recursos à produtividade da planta.

exigem em média de 450 até 800 mm com exceção do feijão que demanda cerca de 400 mm. Evidentemente esse volume pode variar em função do genótipo de cada cultura.

As plantas perenes, como café, e semi perenes, como a cana-de-açúcar, necessitam de níveis mais elevados de água nos cafezais. Por ciclo cada planta consome de 800 a 1200 mm e nos canaviais de 1500 a 2500 mm.

É importante destacar que durante o estágio reprodutivo, algumas plantas chegam a requerer o dobro ou, até mesmo, o triplo de água em relação à média dos demais estágios. Inclusive, a falta dela nesse período pode comprometer seriamente o rendimento da produção, mas como identificar, ou ainda como saber quanta água cada cultura está consumindo?

O rendimento de uma cultura é limitado pelo elemento que está em concentração inferior a um valor mínimo, ou seja, embora todos os elementos estejam presentes e em concentrações ideais, de nada adianta aumentar as quantidades dos outros quando existe um que está limitando a produtividade.

Por diferentes razões, cada cultura consome uma determinada quantidade de água ao longo de seu ciclo, as plantas anuais mais populares como: milho, soja, arroz e algodão

Bem, para isso, inicialmente você deve conhecer os estádios fenológicos das plantas cultivadas. Essas informações serão fundamentais para o manejo da irrigação. De forma geral, as fases de pré e pós-florescimento são as mais sensíveis ao estresse hídrico porque coincide com o período, no qual as plantas apresentam os máximos níveis de evapotranspiração.

Podemos estimar a quantidade de água que está sendo absorvida pelas plantas através da relação entre os índices de evapotranspiração e do coeficiente da cultura.

A evapotranspiração é influenciada diretamente pelas condições climáticas do local, ou seja, pelos ventos, pela radiação solar e pela temperatura. Além disso, dependendo do estádio fenológico que a cultura se encontra, teremos diferentes coeficientes. Então, quanto maiores forem esses índices, maior será a evapotranspiração real e, consequentemente, maior será o volume de água demandada e absorvida pelas plantas.

pelo coeficiente da cultura indicado pelos valores das colunas. Consequentemente há um aumento na evapotranspiração da cultura, que está ilustrado pela linha.

Para saber a quantidade de água que deve ser aplicada na lavoura, o entendimento sobre capacidade de campo e ponto de murcha permanente são fundamentais. Esses conceitos são a base das duas principais estratégias de irrigação e nós já os abordamos no Módulo 2.

A primeira delas consiste em aplicar água até que o solo atinja a capacidade de campo. Tendo em vista que o solo argiloso possui maior potencial de armazenamento, muita água teria que ser aplicada.

Sendo assim, existe a segunda estratégia que se resume em utilizar uma lâmina reduzida, porém com maior frequência. É importante lembrar que a escolha do manejo de irrigação depende, especialmente, do volume de água disponível na propriedade, do estádio da cultura, das condições climáticas, do método de irrigação e do rendimento operacional do sistema.

Nesta imagem podemos ter uma ideia do que foi comentado anteriormente. Aqui temos o ciclo da cultura do milho, onde se pode observar os diferentes estádios fenológicos. À medida que a planta se desenvolve, nota-se um aumento na demanda de água representado

MÓDULO 5

SELEÇÃO DO MÉTODO DE IRRIGAÇÃO

Nestaunidade, vamos te apresentar os métodos de irrigação existentes e falar também sobre os pontos que devem ser observados na hora que tu for escolher o melhor tipo de irrigação para a sua propriedade.

- Por superfície;

- Por aspersão;

- Localizada e

- Subirrigação.

Até o momento já falamos sobre os números da irrigação no Brasil, sobre a dinâmica da água no solo e na planta e sobre a relação entre solo, planta e clima. Já conseguimos identificar porque a irrigação é fundamental para o aumento de produtividade. Vale lembrar que a decisão de irrigar ou não uma cultura é normalmente definida pela quantidade e distribuição das chuvas.

Mas, além disso, também podemos considerar o desejo de maior produtividade e garantia da safra. Outro ponto importante é a possibilidade de produção na entressafra o que permite um uso mais intensivo da terra.

A partir de agora falaremos sobre os diferentes tipos de irrigação existentes. De forma geral, temos quatro métodos de irrigação:

A subirrigação, atualmente, não é utilizada em larga escala no campo, então não entraremos em detalhes. Vale ressaltar que cada forma de irrigar utiliza ferramentas e técnicas diferentes, sempre visando uma maior produtividade.

Precisamos entender bem todos os aspectos para tomar a melhor decisão. Vamos começar pela irrigação por superfície. Esse método consiste na distribuição da água por gravidade através da superfície do solo. Ele possui um baixo custo fixo e operacional, além de demandar equipamentos simples.

O vento, que acaba sendo um grande inconveniente para diversos sistemas de irrigação, não interfere nesse método, contudo a condição topográfica da propriedade acaba limitando o uso desse método. Por isso, essa técnica normalmente é utilizada em áreas sistematizadas ou com baixo desnível.

Outra limitação deste método está nos tipos de solo. Ele não é recomendado para solos altamente permeáveis, pois a água acaba sendo facilmente drenada. Também

precisamos estar atentos a necessidade de constante monitoramento da irrigação, visando a quantidade correta para não prejudicar a cultura por falta ou excesso de água.

O método de superfície pode ter baixa eficiência na distribuição de águas se for mal planejado ou manejado, gerando uma alta demanda de irrigação.

Ela pode ser tanto em nível quanto em declive. Esse sistema geralmente é utilizado em culturas como o arroz que trabalha com uma área plana ou de baixa declividade, delimitada por camalhões ou taipas para manter a lâmina de água.

Outra aplicação para o método de superfície é através de sulcos, que são construídos em declive próximos às linhas de plantio da cultura como, por exemplo, nos milharais.

Agora que já conhecemos o método de irrigação por superfície, vamos falar da irrigação localizada. Nesse sistema, a água é aplicada em apenas uma fração do sistema radicular das plantas e isso ocorre através de emissores pontuais, lineares ou superficiais.

para as plantas realizando aplicações frequentes e em pequenas quantidades.

Dentro desse método temos três principais sistemas: o gotejamento, a microaspersão e a irrigação subsuperficial. O sistema por gotejamento é representado por emissores pontuais sobre a linha de plantio ou próximo a ela aplicando a lâmina de água na superfície do solo. Ao longo dos canos, pelos quais a água, nesse sistema, é conduzida existem furos para que a aplicação seja precisa.

A grande vantagem desse método é que a água aplicada não fica retida nas folhas ou no caule. Além disso, possui uma facilidade e praticidade maior para instalação e manutenção quando comparado com o sistema subsuperficial. A propósito, essa técnica tem ganhado muito espaço no mercado.

A segunda abordagem de irrigação localizada é a microaspersão que realiza a aplicação da água por emissores rotativos ou fixos. Isso permite o umedecimento de uma área maior sendo utilizado em culturas mais espaçadas, como é o caso da nogueira pecã.

Essa técnica é capaz de diminuir muito o consumo de água e ainda manter o teor de água do solo adequado

Por fim, chegamos ao sistema subsuperficial. Ele é composto por emissores instalados na subsuperfície do solo, com a aplicação da água na zona radicular da cultura. Esse sistema possui maior aproveitamento da água, reduzindo a evaporação direta para a atmosfera. No entanto, ele possui

Microaspersão

diversas limitações na instalação e na verificação de entupimentos nas linhas e nos gotejadores. É uma manutenção mais complexa quando comparada aos outros métodos de irrigação localizada.

Agora que já falamos da irrigação por superfície e localizada, vamos falar do método de irrigação por aspersão. A irrigação por aspersão, basicamente, é a aplicação de jatos de água no ar para que caiam sobre a cultura em forma de precipitação, simulando a chuva. As vantagens desse sistema é que pode ser adaptado para diferentes condições de topografia, solo e cultura. Quando comparamos com o método de superfície, a irrigação por aspersão possui maior eficiência e ainda a possibilidade de ser totalmente automatizada.

Subsuperficial

Mas nem tudo é perfeito. Esse método possui um custo de instalação e operação mais alto. Além disso, pode sofrer interferências do vento, assim como vemos acontecer com a chuva.

Devemos ter um grande cuidado com a possibilidade desse método favorecer o aparecimento de doenças em algumas culturas. Isso ocorre pelo molhamento foliar constante que pode vir a interferir, inclusive, nos tratamentos fitossanitários.

Temos três formas de aplicar o método de irrigação por aspersão: a aspersão convencional, o autopropelido e o pivô central.

A aspersão convencional pode ser fixa ou portátil e geralmente é utilizada na horticultura, nos gramados, jardins e pastagens.

Já o sistema autopropelido é um único canhão ou mini canhão montado em um carrinho. Ele se desloca ao lado da área irrigada adicionando água. Esse formato é muito afetado pelo vento e produz gotas de água grandes que podem prejudicar algumas culturas.

Por fim, temos o sistema por pivô central. Amplamente utilizado no Brasil e no mundo, ele consiste em uma barra lateral que gira em torno do centro formando um círculo. Ele permite alto nível de automação e baixa necessidade de mão de obra.

Escolhendo seu sistema de irrigação

Agora para escolher o sistema ideal para você, devemos levar em conta vários fatores como: disponibilidade e qualidade da água, altimetria, tipo e condições do solo, clima, cultura desejada e condições financeiras para investimento no sistema de irrigação.

Além desses fatores, existem outros que estão ligados ao período de pós compra do sistema. O manejo, a mão de obra e a assistência técnica, por exemplo, são pontos que podem levar o produtor a ter prejuízo caso não sejam observados antes do momento da escolha do método.

Aspersão convencional Autopropelido Pivô central

Um bom sistema de irrigação, antes de ser projetado, deve levar em conta a qualidade e a disponibilidade da água. Os perímetros de irrigação mais antigos são difíceis de serem convertidos para utilizar métodos com alto fluxo e vazão de água, como os pivôs centrais em função de que foram projetados para fornecer água num esquema de rotação com o tempo de uso fixo. Além da quantidade, a qualidade da água pode levar o produtor a ter que se adaptar. O uso de filtro para filtrar impurezas pode ser necessário, por exemplo.

No pior dos casos, eventualmente, se a água estiver contaminada com produtos nocivos à saúde humana, ela não poderá ser utilizada.

Muitas vezes é o clima da região que determina o tipo e o período da safra, visando gastos menores e maior produção. Mas a técnica da irrigação permite que culturas sejam produzidas em épocas não favoráveis e em lugares pouco aptos ao desenvolvimento, especialmente no que se refere ao regime hídrico. Uma regra geral, quanto ao tipo de planta, é que os sistemas de aspersão devem ser empregados em culturas que cobrem a maior parte da superfície do solo durante boa parte do ciclo fenológico.

A topografia e o tipo de solo também auxiliam na escolha do sistema de irrigação. Embora todos os métodos de aspersão sejam aplicáveis nos diferentes tipos de terreno, somente o pivô central, entre os sistemas móveis, é capaz de se adaptar a condições com declividade realmente acentuadas. Mas quanto menor for a inclinação, menos energia será consumida.

No que se refere ao tipo de solo, é importante observar a taxa de infiltração de água. Se os valores forem inferiores a cinco milímetros por hora, o método de aspersão, talvez, não seja o mais adequado.

Mas caso seja escolhido, técnicas de manejo de solo e práticas culturais podem ser adotadas, visando recuperar a estrutura física desse solo.

Como comentado anteriormente, o clima tem papel fundamental na produção agrícola, mas na hora de implementar o sistema de irrigação dois fatores importantes devem ser levados em consideração: o vento e a umidade relativa do ar.

Regiões onde os ventos sopram fortemente, a uniformidade de distribuição da água é prejudicada, sobretudo com aspersores de grande porte, que operam sob altas pressões. Ainda, caso a propriedade esteja localizada em uma região de clima semiárido, a evaporação d’água

pode chegar a 10% sem que ela chegue no solo. Muitos dos pivôs centrais já fazem uso de dispositivos de aplicação precisa de baixo consumo e energia. Essa técnica consiste em posicionar os aspersores mais próximos do solo por meio de tubos, visando uma aplicação mais precisa e com menos perdas.

Muitos dos sistemas também já são, em grande parte, automatizados, porém, à medida que mais processos, sejam eles elétricos ou mecânicos, são implementados, maior é a necessidade de assistência técnica.

Dependendo da tecnologia, esse tipo de serviço pode custar caro, ou ainda, demorar para que a solução seja apresentada. Um longo tempo de espera, muitas vezes, pode ser prejudicial à cultura. No caso da irrigação por aspersão, a mão de obra está associada ao nível de automatização do sistema. Os operadores, caso não sejam orientados, necessitam de qualificação técnica mais elevada.

Para fechar esse módulo vamos fazer uma breve retomada no conteúdo. Temos quatro formas de irrigação: por superfície, aspersão, localizada e subirrigação, sendo que a última não é empregada em larga escala no campo. A irrigação por superfície é utilizada com frequência para o cultivo de arroz e em sulcos para soja, por exemplo. A localizada está fortemente presente na olericultura.

os aspersores são muito aplicados nos cultivos de grãos, como soja e milho, através de pivôs centrais.

Resumindo, para escolher o sistema ideal para você é preciso levar em conta as condições climáticas da região, as condições financeiras para investimento em irrigação e por fim qual desses métodos é o indicado para sua situação. Sabendo de tudo isso é possível escolher o formato certo para aumentar sua produtividade, reduzir seu custo de energia elétrica e evitar desperdícios de água.

SAIBA MAIS

Conheça aqui os principais métodos e sistema de irrigação.

MÓDULO 6

FERRAMENTAS PARA O MANEJO DA IRRIGAÇÃO

Naunidade anterior discutimos os diferentes métodos de irrigação e os parâmetros que devem ser observados para selecionar o melhor para a sua lavoura. Considerando que na aula anterior já entendemos como planejar o sistema. Agora falaremos sobre as ferramentas que auxiliam no manejo da irrigação.

Secar o solo e obter a relação entre a massa úmida e seca é um exemplo, porém, como já comentado, realizar isso no campo e ainda, com frequência, não é nada prático. Por isso, os métodos indiretos acabam sendo boas opções de substituição. Entre esses métodos temos: os tensiômetros, a sonda de nêutrons e os sensores FDR e TDR que significam, respectivamente: reflectometria no domínio da frequência e do tempo.

O tensiômetro é um dispositivo que mede o potencial matricial.

Tecnologias para auxiliar o produtor no cultivo de alimentos são constantemente desenvolvidas e utilizadas. Muitas delas, até hoje, são pouco precisas, ou ainda, pouco práticas. Sendo assim, ao longo desta unidade, iremos comentar sobre as diferentes tecnologias capazes de monitorar a umidade do solo.

O nível de água no solo é um excelente parâmetro para saber a hora de irrigar. Ela pode ser mensurada através de métodos diretos ou indiretos que variam em função do preço, do tempo de leitura e da precisão das mensurações. Geralmente, os métodos diretos são complexos de serem aplicados no dia a dia do produtor rural, devido às dificuldades operacionais.

Como vimos na aula três, lembrando: quanto mais seco estiver o solo, mais dificuldade a planta tem de absorver água, ou seja, maior será a tensão indicada pelo manômetro e vice-versa. A partir da leitura do tensiômetro, é necessário converter o seu valor para conteúdo de água (umidade) do solo, através da curva de retenção de água do solo.

Nesse gráfico conseguimos verificar a relação entre a resposta do tensiômetro em potencial matricial de água no solo convertida para conteúdo de água no solo. Outros parâmetros de umidade como capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água total disponível são variados para as diferentes classes texturais de solo.

No eixo x, observamos o potencial matricial e no y a umidade volumétrica. A curva de retenção de água no solo está diretamente relacionada com esses dois índices.

Como vimos anteriormente, esses parâmetros variam para os diferentes tipos de solo, mas a capacidade de campo sempre irá representar a máxima quantidade que o solo consegue reter sem que hajam perdas e o ponto de murcha permanente e o menor percentual de umidade no qual as plantas ainda conseguem absorver água.

SAIBA MAIS:

Conheça outras informações sobre o tensiômetro clicando aqui.

Já a sonda de nêutrons, embora seja muito prática por determinar a umidade sem deformar a amostra do solo e ainda, sob uma profundidade específica, tem sido pouco utilizada devido a sua fonte radioativa que pode ser prejudicial à saúde. Em função disso, existem normas e leis que regulamentam e fiscalizam rigorosamente o uso desses materiais.

Por fim, os sensores de reflectometria são mais apropriados para quem está buscando facilidade e precisão. O dispositivo dotado dessa tecnologia funciona mais ou menos assim: um circuito envia sinais a um sensor que está instalado no solo. Os três principais componentes do solo: ar, água e minerais induzem o sinal a se comportar de maneiras diferentes em função das constantes dielétricas de cada um deles.

No caso da reflectometria no domínio tempo, o TDR, o parâmetro utilizado para estimar a umidade do solo é o tempo de resposta, ou seja, o tempo que o sinal leva entre ser enviado e recebido pelo circuito.

A constante dielétrica da água é alta, próxima de 80. Enquanto no ar ou no vácuo é próxima de um e no solo entre três e oito. Sendo assim, o dispositivo TDR realiza várias médias, junta, analisa e retorna um valor entre zero e oitenta que seria o índice de umidade de água no solo. Quanto mais próximo de zero, menos água e quanto mais próximo de 80, mais água.

É importante destacar que para cada classe textural o sensor terá uma calibração, ou seja, uma equação diferente visto que, como observamos na unidade dois, a água se comporta de maneiras distintas.

Mas essa calibração não precisa ser realizada pelo produtor, não se preocupe! No caso da Raks, que desenvolve sensores TDR, o sistema já é enviado aos clientes pronto para uso e com fácil instalação.

A utilização de sensores TDR, como os desenvolvidos pela Raks, permitem que o produtor verifique, em tempo real, a umidade do solo. Essa possibilidade de monitoramento dá ao produtor segurança na hora de irrigar, fazendo com que a água seja bem aproveitada pelas plantas e pouco desperdiçada.

precioso, seja aplicado sem necessidade e acabe sendo não utilizado pelas plantas, ou seja, perdido. Esse tipo de ferramenta conversa com a raiz da planta e com o solo te dizendo quando e quanto irrigar.

SAIBA MAIS:

Para um entendimento mais completo sobre o funcionamento dos sensores TDR, leia o material completo no blog da Raks.

Sendo assim, a utilização dessa tecnologia, além de assessorar o produtor a ter mais produtividade, é aliada da sustentabilidade, pois evita que a água, um recurso

AGRADECIMENTO

Chegamos ao fim do nosso curso Fundamentos e aplicações para o manejo da irrigação, que teve como objetivo ampliar o seu conhecimento sobre a irrigação, uma área muito importante dentro da agricultura brasileira, e que vem despontando mundialmente como uma das mais produtivas e rentáveis do mundo, mas que ainda pode e desenvolver mais.

Nós esperamos que o curso tenha feito sentido para você e contribua para suas atividades em campo.

Nesse material você aprendeu sobre o efeito da água no solo, na planta, o impacto climático, os fatores bióticos e abióticos, os tipos de irrigação existentes e as ferramentas que te auxiliam na tomada de decisão em campo.

Dentro desse aspecto a Raks pode te ajudar.

Nós oferecemos um sistema para o manejo inteligente do processo de irrigação. Unimos dados de umidade do solo com sensores TDR que nós mesmos desenvolvemos e você já aprendeu como essa tecnologia é relevante. Além disso, integramos dados de clima e planta para te dizer quando e quanto irrigar.

Se você tiver alguma dúvida, entre em contato com a gente pelo email: contato@raks.com.br e aproveite para nos seguir nas redes sociais no @raksagro.

Foi um prazer partilhar esta jornada com você!

Obrigada e nos vemos por aí!

Fabiane Kuhn

CEO da Raks Tecnologia Agrícola

Raks Ensina contou com a produção audiovisual e gráfica da Agência Experimental de Comunicação (Agexcom)

Coordenação:

Cybeli Moraes

Professores mentores:

Daniel Pedroso

Débora Gadret

Letícia da Rosa

Lisiane Cohen

Luciana Kraemer

Márcio Gomes

Nadege Lomando

Profissionais:

Cristiane Rodrigues

Gabriel Esteves

Larissa Schmidt

Marcelo Garcia

Estagiários:

Andrius Jacobs Dri

Arthur de Freitas Maya

Bruna Lago

Felipe Brandão da Silva

Gabriel Domingues

Henrique Bergmann

Igor Doring de Paula

Ingrid Alves Viegas

Karolina Kraemer

Lea Kuhn Souza

Leonardo Tagliari

Manuela Zuccari

Marianne Alves Silva

Paola de Bettio Tôrres

Sofia Ruwer Vidor

Tynan Barcelos

Vitória de Souza Arruda