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7/30/2019 A Histria da Irrigao
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1 - INTRODUO
1.1 - A Histria da Irrigao
Na literatura, nota-se que a irrigao foi uma das primeiras modificaes no
ambiente realizadas pelo homem primitivo. As primeiras tentativas de irrigao foram
bastante rudimentares, mas a importncia do manejo da gua tornou-se evidente na agricultura
moderna. Tribos nmades puderam estabelecer-se em determinadas regies, irrigando terras
frteis e, assim, assegurando produtividade suficiente para a sua subsistncia.
Dados histricos das sociedades antigas mostram a sua dependncia da agricultura
irrigada, onde grandes civilizaes desenvolveram-se nas proximidades de grandes rios como
o rio Nilo, no Egito, por volta de 6000 A.C, rio Tigre e Eufrates, na Mesopotmia, por volta
de 4000 A.C, e Rio Amarelo, na China, por volta de 3000 A.C. Na ndia, h indcios da
prtica da irrigao em 2500 A.C. Nas civilizaes antigas, a irrigao era praticada fazendo-
se represamentos de gua cercados por diques. Com o avano da tecnologia e divulgao das
mesmas, a irrigao espalhou-se por vrias partes do mundo.
Todos os anos, as guas do Nilo, engrossadas pelas chuvas que caem em
setembro/outubro nas cabeceiras, cobriam as margens e se espalhavam pelo Egito. Quando
baixavam, deixavam uma camada de hmus extremamente frtil, onde os camponeses
plantavam trigo e seus animais pastejavam. Havia, entretanto, um grave inconveniente: se a
cheia era muito alta, causava devastao; se era fraca, restava menos terra frtil para semear e
os alimentos escasseavam... eram os anos de vacas magras. Tornava-se vital controlar essas
cheias. Sob o comando do fara Ramss III, os egpcios construram diques que prensaram o
rio em um vale estreito, elevando suas guas e represando-as em grandes reservatrios, de
onde desciam aos campos atravs de canais e comportas, na quantidade desejada. O homem
comeava a dominar a cincia da irrigao e se dava conta de sua importncia para oprogresso. Experincias semelhantes ocorriam em outras partes do mundo de ento. A maioria
das grandes civilizaes surgia e se desenvolvia nas bacias dos grandes rios.
Na ndia, os mtodos de irrigao nos vales dos rios Indo e Ganges so conhecidos e
praticados desde os tempos memoriais. Na China, sua imensa populao sempre teve que
realizar muitos esforos para cultivar arroz. Com muito engenho, o campons chins elevava
a gua, por processo manual, at os terraos que construam nas escarpas das montanhas e, de
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l, distribuam-na cuidadosamente, quadra por quadra, com total aproveitamento do lquido e
do solo.
A irrigao no Mxico e Amrica do Sul foi desenvolvida pelas civilizaes Maias e
Incas h mais de 2000 anos. A tcnica da irrigao continua a ser utilizada nessas terras, em
algumas com sistemas de conduo e distribuio de gua bem antigos. No Ir, Ganats, tneis
com 3000 anos conduzem gua das montanhas para as plancies. Barragens de terra
construdas para irrigar arroz no Japo, bem como tanques de irrigao em Sri Lanka, datam
2000 anos e se encontram em pleno uso.
Nos EUA, a irrigao j era praticada pelos ndios da regio sudoeste a 100 A.C..
Exploradores espanhis encontraram evidncias de canais de irrigao e derivaes ao longo
de vrios pontos dos rios. Os espanhis tambm introduziram aos ndios novos mtodos de
irrigao e novas culturas irrigadas, tais como frutferas, vegetais, oliveira, trigo, e cevada.
Como em outras reas do mundo a irrigao permitiu que ndios se estabelecessem e
desfrutassem de fonte mais segura de alimentos.
Os pioneiros na regio oeste dos EUA no foram diferentes do que os povos das
civilizaes antigas. Os agricultores desenvolveram tcnicas de irrigao que eram
empregadas atravs de cooperativas. O desenvolvimento da agricultura irrigada no oeste
americano teve apoio do governo atravs dos atos: Desert Land Act em 1877 e do Carey Act
em 1894. Nas regies sudoeste da Califrnia e Utah, a irrigao no expandiu rapidamente at
o ato Reclamation Act, em 1902. O desenvolvimento da irrigao deveu-se ao apoio do
governo, fornecendo crdito, e tcnicos especializados para a construo da infra-estrutura de
distribuio e armazenamento de gua para irrigao. Depois da Segunda Guerra Mundial, a
agricultura irrigada expandiu rapidamente na regio Central das Grandes Plancies e na regio
Sudoeste. Nos ltimos anos, a expanso das reas irrigadas tem diminudo bastante em funo
dos baixos preos em commodities, da alta dos custos de energia e da menor disponibilidade
dos recursos hdricos.O Japo, a Indonsia e outros pases do Oriente adotaram sistemas parecidos. Aqui
na Amrica do Sul, os Maias, Incas e Astecas deixaram vestgios de suas obras de irrigao
onde hoje se localizam o Mxico, Peru, norte do Chile e Argentina. Na Espanha e na Itlia
ainda sobrevivem redes de canais e aquedutos dos tempos dos dominadores rabes e romanos.
Israel e Estados Unidos constituem exemplos a parte. Sem a irrigao, a agricultura
seria impossvel em Israel, com seu solo pedregoso, ausncia severa de chuvas e um nico rio
perene, o Jordo. Aproveitando milimetricamente o pequeno Jordo, construindo imenso
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aqueduto do lago Tiberades at o deserto de Neguev, extraindo gua dos mananciais
subterrneos e aplicando modernos processos cientficos no uso econmico da gua, a nao
israelense consegue no s abastecer-se como exportar cereais, frutas e laticnios. J os
Estados Unidos dispensam comentrios na condio de maior produtor mundial de alimentos,
e devem muito de sua prosperidade aos gigantescos e numerosos projetos de irrigao que
implantaram em vrios pontos de seu territrio.
O desenvolvimento de vrias civilizaes antigas pode ser traado atravs do sucesso
da irrigao. A irrigao antiga teve como conseqncia dois grandes impactos: suprimento
de alimento e aumento de populao. Atravs da irrigao foi possvel estabelecer uma fonte
mais estvel de alimentos, fibras e suportar populaes mais densas. O insucesso de
civilizaes pode ser notado atravs de aspectos fsicos e sociais ligados ao desenvolvimento
da irrigao. Entre os aspectos fsicos podemos citar a inabilidade em lidar com inundaes e
salinidade. Em outra instncia, a falta de cooperao entre povos que desenvolviam e
operavam sistemas de irrigao. Problemas semelhantes ainda acontecem nos dias de hoje em
reas com agricultura irrigada em expanso.
O planeta conta atualmente com cerca de 220 milhes de hectares de terras irrigadas.
Ainda pouco; representam menos de 5% das reas disponveis para a agricultura. No
entanto, alimentam mais da metade da populao que vive sobre a Terra. Esta desproporo
uma prova das vantagens da cultura irrigada sobre a lavoura de sequeiro.
O Brasil um pas iniciante e tem dois desafios: o do Nordeste, onde h clima seco,
problemas de salinidade da gua e poucos rios perenes, como o So Francisco, e o do restante
do pas, com suas ms distribuies pluviomtricas e outros fatores.
1.2 - A Irrigao no Brasil e no Mundo
A irrigao no Brasil depende de fatores climticos. No semi-rido do Nordeste, uma tcnica absolutamente necessria para a realizao de uma agricultura racional, pois os
nveis de chuva so insuficientes para suprir a demanda hdrica das culturas. Nas regies Sul,
Sudeste e Centro-Oeste, pode ser considerada como tcnica complementar de compensao
da irregularidade das chuvas. A irrigao supre as irregularidades pluviomtricas, chegando a
possibilitar at trs safras anuais. o caso do municpio de Guara (SP), onde operam mais de
uma centena de equipamentos do tipo piv central. Na Amaznia, o fenmeno inverso, pois
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h excesso de chuvas; neste caso, deve-se retirar gua do solo, atravs de drenagem. o que
ocorre na Fazenda So Raimundo (Par), parte do projeto Jari.
Na safra de 1987/1988, a agricultura irrigada foi responsvel por 16% da produo
brasileira de gros. Ela abastece todo o mercado de verduras e legumes dos grandes centros
populacionais, colabora ativamente no fornecimento de frutas para o mercado interno e para a
exportao. O mesmo ocorre com a produo de flores. Tambm significativa sua
participao na produo de sucos ctricos para exportao, pois eleva a produtividade mdia
de duas para seis e at dez caixas de laranja por p. Esta produtividade foi alcanada na
Fazenda 7 Lagoas, em Mogi Guau (SP), com o uso de equipamento autopropelido, e na
regio de Bebedouro (SP), com irrigao localizada (Figura 1). A iniciativa privada
responsvel por 94% dessa irrigao, e os 6% restantes so projetos pblicos.
A distribuio da irrigao no Brasil pode ser dividida em trs grupos:
irrigao "obrigatria" no Nordeste;
irrigao "facilitada" no Rio Grande do Sul;
irrigao "profissional" nas regies Sudeste, Centro-Oeste e parte da regio Sul.
0
200
400
600
800
1000
1200
Sul Sudeste Nordeste C. Oeste Norte
Regio
rea
(1000ha
),,,
Localizada
PivAsperso
Superfcie
Figura 1 - Mtodos de irrigao por regio no Brasil.
No Rio Grande do Sul, vastas extenses de reas planas e uma boa disponibilidade
de gua facilitaram a implantao de grandes tabuleiros que produzem arroz irrigado. O
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projeto Camaqu um exemplo a ser lembrado. O mtodo predominante a inundao, com
baixo nvel tecnolgico. Abrange mais de 40% de rea irrigada no pas, apresentando
interessantes exemplos de canais de distribuio de gua explorados por particulares.
A irrigao "profissional" deve ser entendida como aquela em que o agricultor
investe na tecnologia de irrigao, buscando garantir, aumentar ou melhorar sua produo.
praticada principalmente nos Estados de So Paulo, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul,
Paran e Santa Catarina. Adotam-se, em geral, duas safras anuais em culturas de maior
retorno econmico, como feijo, frutas, produo de sementes selecionadas, tomate e flores.
Predomina o mtodo da asperso, com uma tendncia para a utilizao de equipamentos do
tipo piv central, que so automatizados e cobrem grandes reas (em mdia 50 a 60, chegando
a mais de 120 hectares por um nico equipamento). Tal irrigao desenvolveu-se a partir de
1980, impulsionada por programas de incentivo e pela implantao da indstria nacional de
equipamentos. Disponibilidade restrita de recursos hdricos e de energia eltrica no meio rural
so empecilhos para a sua maior expanso. A regio dos cerrados do Brasil Central
considerada de grande potencial para a adoo da agricultura irrigada, podendo transformar-se
em enorme celeiro de produo de gros.
A partir de 1995, houve um crescimento significativo da irrigao no pas, com a
implementao de projetos particulares e a diversificao dos mtodos de irrigao. Em 1996,
na implantao de projetos privados, foram includos aproximadamente 10 mil hectares em
3.100 operaes de investimentos, envolvendo, aproximadamente, US$ 23,2 milhes (mdia
de US$ 7.480/ha), com a seguinte participao regional:
NORTE 2,4%;
NORDESTE 26,4%
CENTRO-OESTE 34,1%
SUDESTE 25,6%
SUL 11,5%A histria da irrigao no Nordeste est vinculada luta contra a falta de gua no
polgono das secas. Desde o Segundo Imprio constante a promessa de irrigar a regio, com
a poltica de construo de audes e resultados prticos muito localizados. Condies adversas
de clima, solos em geral inadequados, falta de infra-estrutura, srios problemas na estrutura
fundiria, prticas agrcolas de baixo nvel tecnolgico e questes polticas so alguns
problemas existentes. A implantao de um permetro irrigado envolve custos muito elevados,
de 6 mil a 20 mil dlares por hectare. Os projetos particulares consomem entre 600 a 3.500
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dlares. O permetro deve ser suprido com rede de energia eltrica, escolas, hospitais,
estradas, habitaes, treinamento etc. Alguns projetos pblicos foram instalados sob o
enfoque de uma "soluo social". Existem tambm problemas de salinizao do solo devido
ao manejo inadequado da irrigao e falta de drenagem. Chapman (1975) estimou em mais de
25 mil hectares de rea total salinizada nessa regio do Brasil. Sob esse aspecto, devem ser
considerados os projetos Morada Nova e Curu-Paraipava, ambos no Cear, dentre outros. A
iniciativa privada soube ser mais eficiente, tirando proveito da infra-estrutura, bem como dos
resultados positivos das prprias iniciativas governamentais, e vem obtendo sucesso com a
irrigao, principalmente nos Estados do Cear, Rio Grande do Norte, Bahia e Pernambuco.
Pode ser destacado o projeto do Grupo Maisa, em Mossor (RN), que abastece praticamente
todo o pas de melo produzido com irrigao localizada e com uso de gua subterrnea. No
Vale do So Francisco, regio favorecida pela insolao e pela disponibilidade de gua,
floresce auspiciosamente, no polo Petrolina-Juazeiro, a agricultura irrigada (merecem
destaque os projetos Touro, Nilo Coelho e do grupo Milano). Baseada na infra-estrutura
governamental e ligada iniciativa privada, essa agricultura irrigada abastece uma
agroindstria recm implantada e fornece frutas para o mercado interno e para exportao.
Em termos de extenso, toda a regio nordestina contribui com menos de 300.000 ha do total
irrigado no pas.
De acordo com dados da FAO (Food and Agriculture Organization), a China possui a
maior rea irrigada do planeta, sendo esta superior a 52 milhes de hectares. O Brasil ocupa a
17 posio, com mais de 2,6 milhes de hectares irrigados (Tabela 1). A maioria da rea
irrigada no mundo teve seu desenvolvimento recentemente. Em 1961 a rea irrigada no
mundo era cerca de 137 milhes de hectares, que se expandiu a uma taxa de 2% ao ano.
Atualmente esta expanso caiu para uma taxa de 1% ao ano.
A rea irrigada nos EUA era de aproximadamente 7,5 milhes de hectares em 1945.
Nesta poca as maiores reas irrigadas eram a regio sudoeste (2,3 milhes de ha), os estadosmontanhosos (2,5 milhes de ha) e a regio noroeste (1,4 milhes de ha). A seca da dcada de
1950 estimulou a irrigao nas Grandes Plancies (Nebraska, Iowa, Oaklahoma, Kansas, etc)
com gua subterrnea bombeada do vasto aqfero Ogallala. Com o surgimento do sistema de
irrigao por asperso Piv Central e a gua subterrnea prontamente disponvel, a irrigao
expandiu rapidamente nas dcadas de 60 e 70. A rea irrigada expandiu na regio mida do
sudeste tambm nas dcadas de 60 e 70. O total de rea irrigada essencialmente se estabilizou
na dcada de 80, em funo do baixo preo de commodities, do alto preo da energia e do
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escasseamento dos recursos hdricos. Em 1987, a rea irrigada nos EUA era estimada em 19
milhes de ha.
Tabela 1 - Relao dos vinte primeiros pases com maiores reas irrigadas no mundo.
Pas rea (1000 ha)China 52.580Estados Unidos 21.400Iran 7.562Mxico 6.500Indonsia 4.815Tailndia 4.749Federao Russa 4.663Uzbequisto 4.281Turquia 4.200Bangladesh 3.844Espanha 3.640Iraque 3.525Egito 3.300Romnia 2.880Itlia 2.698Japo 2.679
Brasil 2.656Ucrnia 2.454Austrlia 2.400Afeganisto 2.386Mundo 271.432
DivisasA Cultivada / A Irrigada Produo
(17) 16% 25%4%
Fonte: FAO, 2000. Dados referentes ao ano de 1998
1.2.1 - rea Irrigada e Mtodos de Irrigao Utilizados nas Diferentes Regies do Brasil
A irrigao no Brasil apresenta caractersticas diferentes no Nordeste e no Sul. Ainda
que tenham surgido nas duas regies simultaneamente, no incio do sculo, a irrigao
desenvolveu-se com caractersticas bem diferenciadas. Enquanto no Nordeste as iniciativas
nasceram do poder pblico, no Sul a iniciativa foi predominantemente particular.
Com os dados recebidos de rgos estaduais, em 1996, a Secretaria de Recursos
Hdricos do MMA (SRH/MMA) contabilizou cerca de 2,63 milhes de hectares irrigados no
Brasil. A regio Sul se destacou como a mais irrigada, com cerca de 1,15 milhes de hectares,
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seguida da regio Sudeste, com mais de 800 mil hectares. A regio Nordeste vem a seguir,
com mais de 400 mil, depois a Centro-Oeste, com aproximadamente 200 mil hectares e,
finalmente, a regio Norte, com 80 mil hectares irrigados, como ser observado na Tabela 2 e
Figura 2.
Apesar do esforo da SRH/MMA em obter informaes recentes sobre a irrigao no
Brasil, o Departamento de guas e Energia Eltrica (DAEE) estima em, aproximadamente, 3
milhes de hectares a extenso da rea irrigada no Brasil. Entretanto, isto representa apenas
4% da rea cultivada, percentagem considerada muito baixa, frente aos valores mdios de
15% fornecidos pela FAO.
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Tabela 2 - reas irrigadas, plantadas e mtodos de irrigao utilizados no Brasil.
EstadoRegio Superf. (ha) Aspers.(ha) Piv(ha) Localiz.(ha) Totais(ha) Regio(%) Pas(%)
rea
plantada(x 1000 ha)
Irrg/Plant(%)
PR 20.000 10.000 20.000 5.000 55.000 4,8 2,1 7.745,7 0,71RS 950.000 19.000 19.000 5.000 974.000 84,9 37 7.393,1 13,17SC 105.000 12.600 1.200 118.800 10,4 4,5 3.138,4 3,79
Regio Sul 1.075.000 41.600 20.000 11.200 1.147.800 43,7 18.277,2 6,28%Regio 93,7 3,6 1,7 1
ES 8.760 24.400 6.000 360 39.520 4,8 1,5 800 4,94MG 96.000 68.400 80.000 15.620 260.020 31.70 9,9 4.450,5 5,84RJ 40.000 28.000 4.000 72.000 8,8 2,7 345,2 20,86SP 75.000 100.000 250.000 25.000 450.000 54,8 17,1 6.900 6,52
R. Sudeste 219.760 220.800 336.000 44.980 821.540 31,2 12.495,7 6,57%Regio 26,7 26.90 40,9 5,5
,AL 7.200 300 7.500 1,9 0,3 585,2 1,28BA 42.060 41.090 38.980 18.480 140.610 35 5,3 3.800 3,7CE 29.848 26.388 17.772 3.025 77.033 19,2 2,9 2.316 3,33MA 22.400 10.600 2.100 4.900 40.000 10 1,5 1.874,8 2,13PB 112 635 747 0,2 0 1.059,1 0,07PE 29.120 40.000 8.900 6.980 85.000 21,2 3,2 1.419,8 5,99PI 10.824 4.250 790 2.325 18.189 4,5 0,7 1.500 1,21RN 3.090 2.734 480 8.184 14.488 3,6 0,6 632,4 2,29SE 1.080 9.758 7.200 18.038 4,5 0,7 1.041,6 1,73
R. Nordeste 145.734 135.755 69.022 51.094 401.605 15,3 14.228,9 2,82%Regio 36,3 33,8 17,2 12.70
DF 460 3.500 5.800 150 9.910 5,5 0,4 222,7 4,45GO 9.000 27.500 70.000 106.500 59,1 4,1 2.662,8 4MT 3.000 2.100 3.000 8.100 4,5 0,3 3.121,8 0,26MS 39.000 2.900 12.500 1.200 55.600 30,9 2,1 1.738,3 3,2
R. C. Oeste 51.460 36.000 91.300 1.350 180.110 6,8 7.745,6 2,33%Regio 28,6 20 50.70 0,7
AC 600 600 0,8 0 120,4 0,5AP 100 100 0,1 0 3,5 2,87AM 700 500 1.200 1,5 0 75,9 1,58PA 6.260 6.260 8 0,2 965,7 0,65RO 100 100 0,1 0 801,4 0,01RR 4.800 200 5.000 6,4 0,2 27,4 18,27TO 64.150 950 65.100 83,1 2,5 220,4 29,54
R. Norte 76.610 1.750 78.360 3 2.214,6 3,54%Regio 97,8 2,2
Brasil 1.568.564 435.905 516.322 108.624 2.629.415 54.962 4,78% Pas 59,7 16,6 19,6 4,1
Fonte: Christopidis (1997) e Telles (1999).
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reas irrigadas Regio SulPR5%
SC10%
RS85%
reas irrigadas Regio Sudeste
ES5% MG
32%
RJ9%
SP54%
reas irrigadas Regio Nordeste
AL2%
BA35%
PE21%
PI5%
RN4%
SE4%
CE19%
MA10%
reas irrigadas Regio C. Oeste
DF6%
GO59%
MT4%
MS31%
reas irrigadas Regio Norte
PA
8%RR6%
AC
1%
TO83%
AM
2%
reas irrigadas Brasil
R. C. Oest e
7%
R. Nort e
3%
R. Nordeste
15 %
Regio Su44 %
R. Sudeste
31 %
Figura 2 Distribuio das reas irrigadas por Estados e Regies.
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1.2.1.1 - Irrigao no Estado de So Paulo
No Estado de So Paulo, o total anual de chuva, em torno dos 1.500 mm, ,
primeira vista, satisfatrio para garantir a produo agrcola. Todavia, a sua distribuio
durante os meses do ano no uniforme. A precipitao pluviomtrica concentra-se no
perodo de outubro a maro, poca de desenvolvimento das culturas anuais. Ocorrem, porm,
veranicos (alguns dias seguidos sem chuva durante o perodo chuvoso) e, quando isso
acontece, as quebras de safra podem ser grandes ou at totais, com enormes prejuzos para os
agricultores e, indiretamente, para a populao, gerando escassez e aumento no preo dos
alimentos. O uso da irrigao justifica-se nestas condies, garantindo ao agricultor uma safra
boa e segura.
Por outro lado, nos meses secos (abril a setembro), a utilizao da irrigao cria
condies para que seja realizado um ou dois cultivos neste perodo, resultando em um
melhor aproveitamento da rea e da infra-estrutura (tratores, mquinas, equipamentos
agrcolas etc), que permanecem ociosas durante esta poca do ano. Deve-se ressaltar que os
preos obtidos pelo produtor nesta poca so bem superiores, dada a inexistncia de cultivos
tradicionais (sem irrigao). Outro fator favorvel ao uso da irrigao neste perodo a
possibilidade de produzir sementes selecionadas, uma vez que as condies climticas so
muito propcias.
No final dos anos 40, houve uma tentativa mal sucedida de introduzir a irrigao no
Estado de So Paulo. Diversos fatores contriburam para o seu insucesso: o interesse apenas
comercial dos vendedores de equipamentos, a inadequao do sistema de irrigao escolhido
(asperso convencional em caf) e inexistncia de tradio do uso da irrigao.
A partir de 1972, o DAEE realizou uma srie de estudos e levantamentos visando
dinamizar o uso da irrigao. Um deles, o Diagnstico Bsico para o Plano Estadual de
Irrigao, detectou a existncia de 4,5 milhes de hectares de terras economicamenteirrigveis no Estado de So Paulo. Outros trabalhos foram realizados pelo DAEE, que ento
lanou o Programa de Implantao de Campos de Demonstrao de Irrigao (CDI). O de
Guara, o primeiro a ser implantado, levou o agricultor local a conhecer, acreditar e investir na
irrigao, promovendo sua rpida expanso e transformando a regio em polo de
desenvolvimento desta tecnologia em nvel nacional. Tiveram tambm importncia marcante
no desenvolvimento da irrigao no Estado, os incentivos financeiros e os programas oficiais:
Pro-Feijo, Profir e Proni.
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12
A Figura 3 mostra a evoluo do nmero de irrigantes e da rea irrigada no Estado de
So Paulo.
0
5
10
15
20
25
30
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
N
mero
de
irr
igan
tes
(x1000),
,,,
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450500
rea
irr
iga
da
(1000ha
),,,,
Nmero de Irrigantes
rea Irrigada
Fonte: Anurio Estatstico IBGE
Figura 3 - Evoluo do nmero de irrigantes e da rea irrigada no Estado de So Paulo entre
os anos de 1970 e 1995
Tentando equacionar a distribuio, a localizao dos irrigantes e a vazo captada
por manancial em So Paulo, o DAEE elaborou em 1990 o cadastro de irrigantes, iniciando
pela bacia hidrogrfica dos rios Piracicaba, Capivari e Jundia, estendendo-se, posteriormente,
bacia do Alto Tiet.
O cadastro da bacia do rio Piracicaba, Capivari e Jundia, abrangeu 50 municpios,
incluindo 4 municpios do Estado de Minas Gerais, totalizando a rea de 28.500 ha irrigados,
correspondendo a cerca de 90% da rea total irrigada e 2718 mdulos irrigados. As Tabelas 3e 4 mostram alguns dados obtidos no cadastro, no que diz respeito s culturas predominantes
e suas respectivas reas plantadas e sistemas de irrigao utilizados.
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Tabela 3 - Culturas predominantes e respectivas reas plantadas, segundo o cadastro de
irrigantes da bacia do Piracicaba, Capivari e Jundia, elaborado pelo DAEE em
1990.
Culturasrea(ha)
%
Cana de Acar 9.997 35Citrus 3.976 14
Olericultura1 3.675 12,9Batata Inglesa 2.468 8,7Feijo 1.416 5Milho 1.397 4,9
Outras Frutas2
1.227 4,3Tomate 1.108 3,9Floricultura 1.042 3,6
Outros Produtos Agrcolas3 2.194 7,7Total 28.500 100
1 Compreende as culturas de alface, couve, escarola, brcolis, rcula, salsa, repolho, couve flor, nabo, cenoura,
rabanete etc;2 Compreende as frutas de morango, ameixa, goiaba, ma, caqui, pssego etc;3 Compreende as culturas de arroz, caf, soja, trigo etc.
Tabela 4 - Sistemas de irrigao utilizados na bacia do Piracicaba, Capivari e Jundia,
segundo o cadastro de irrigantes elaborado pelo DAEE em 1990.
Sistema Quantidade %Asperso convencional 2.251 77,2Sulcos de infiltrao 303 10,4Mangueira 205 7Microasperso 103 3,5Gotejamento 32 1,1Outros 22 0,8Total 2916 100
Propriedades agrcolas com mais de um equipamento de irrigao
O cadastro de reas irrigadas na bacia do Alto Tiet contabilizou a rea de 2.947
hectares irrigados, correspondendo a, aproximadamente, 37% da rea total irrigada na bacia,
de acordo com dados do Censo Agropecurio 1995/96 do IBGE. O levantamento cadastrou
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654 mdulos irrigados localizados nos municpios de Biritiba Mirim, Mogi das Cruzes e
Salespolis. Alguns dados obtidos no cadastro so mostrados nas Tabelas 5 e 6.
Tabela 5 - Culturas predominantes na bacia do Alto Tiet segundo o cadastro de irrigantes
elaborados pelo DAEE em 1990.
Culturas rea (ha) %
Olericultura1 2170 62Batata inglesa 407 12
Milho 375 11
Frutas2 108 3Floricultura 68 2Tomate 26 0.7
Outros produtos agrcolas3 340 10Total 34944 100
1 Compreende as culturas de alface, couve, brcolis, rcula, salsa, repolho, couve flor, cenoura, rabanete, nabo
etc;2 Compreende as culturas de morango, pssego, caqui, ameixa, uva etc;3 Compreende as culturas de feijo, cebola, citrus etc.
Tabela 6 - Sistemas de irrigao utilizados na bacia do Alto Tiet segundo o cadastro de
irrigantes elaborados pelo DAEE em 1990.
Sistema Quantidade %Asperso convencional 517 74,4Mangueira 175 25,2Gotejamento 3 0,4
Total 695 100 Propriedades agrcolas com mais de um equipamento de irrigao.
A quantidade de gua que uma plantao consome (uso consultivo) varia com o tipo
de planta, seu estgio de desenvolvimento, clima da regio e poca de cultivo. As guas das
chuvas podem atender, total ou parcialmente, esta demanda de gua. Para que no haja perda
de produo, o restante da gua necessria cultura dever ser fornecido pela irrigao.
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Outros componentes importantes na determinao das quantidades de gua utilizada
para uso agrcola so: mtodo de irrigao adotado e sua eficincia na aplicao da gua. Em
termos mdios, observa-se que, nos meses secos, a irrigao utiliza mais de 40% da gua
consumida no Estado. Nos prximos 20 anos este valor pode chegar a 50%.
Preocupado com o consumo excessivo de gua no setor agrcola, o DAEE em
convnio com o IPT, elaborou em 1997 o Estudo de Parametrizao Agroclimtica nos
municpios de Piracicaba e Mogi das Cruzes. Este estudo teve o objetivo de determinar os
valores de evapotranspirao e dos coeficientes de cultura do feijo e milho em Piracicaba, e
alface em Mogi das Cruzes.
inteno do DAEE estender este projeto de parametrizao s demais bacias
hidrogrficas do estado, determinando o consumo timo de gua pelas culturas de maior
representatividade de explorao pelos produtores rurais e contribuir para a promoo do uso
mais racional da gua na irrigao.
1.3 - A Irrigao e o Meio Ambiente
Os impactos positivos da atividade agrcola, como gerao de empregos, oferta de
alimentos, produtos essenciais vida humana, fixao do homem no campo ou em pequenos
centros, so evidentes, amplamente reconhecidos e de grande importncia. Mas, de certa
forma a sociedade tem sido complacente com os danos ambientais provocados pelas
atividades agrcolas, em favor dos benefcios gerados pelo setor. No entanto, irracional e
injustificvel que, para produzirmos o alimento de hoje, comprometamos os recursos naturais
de amanh.
O impacto ambiental definido pela resoluo do Conselho Nacional do Meio
Ambiente (Conama) 001/86 (Conama, 1992), como qualquer alterao das propriedades
fsicas, qumicas e biolgicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matria ouenergia resultante das atividades humanas que direta ou indiretamente afetam:
a sade, a segurana e o bem-estar da populao;
as atividades sociais e econmicas;
a biota;
as condies estticas e sanitrias do meio ambientes;
a qualidade dos recursos ambientais.
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importante ressaltar que o conceito de impacto ambiental abrange apenas os efeitos
da ao humana sobre o meio ambiente, isto no considera os efeitos oriundos de
fenmenos naturais, e ainda d nfase principalmente aos efeitos destes impactos no homem,
demonstrando uma conotao antropocntrica dessa definio.
Existem muitas evidncia no mundo de que, aps os benefcios iniciais da irrigao,
grandes reas tm-se tornado imprprias agricultura. Apesar de seus imensos benefcios, ela
tem criado impactos ambientas adversos no solo, disponibilidade e qualidade da gua ,
sade pblica, fauna e flora e, em alguns casos, s condies socioeconmicas da populao
local.
Em geral os grandes projetos de irrigao incluem barragens, lagos, unidades de
bombeamento, canais e tubulaes, sistema de distribuio dgua nas parcelas e sistemas de
drenagem. Assim, para analisar os efeitos da irrigao sobre o meio ambiente, devem ser
considerados os diversos tipos de impactos ambientais inerentes aos projetos de irrigao, ou
seja, impactos ambientais nas reas inundadas, impactos ambientais a jusante das barragens e
impactos ambientais propriamente dita.
No se pode concordar com aqueles que preconizam a paralisao do
desenvolvimento de novos projetos de irrigao por causa de possveis problemas ecolgicos,
mas tambm no se pode concordar com os que desconsideram totalmente os impactos
ambientais relacionados com os novos projetos e se apoiam somente na relao benefcio-
custo. Ambos analisam, exclusivamente, uma nica face do problema. Acredita-se que, na
maioria dos casos, possvel compatibilizar desenvolvimento e proteo do meio ambiente.
O insumo gua to importante quanto qualquer outro, mas pouco se tem feito
quanto ao seu uso racional. A partir da, nos deparamos com as tcnicas de manejo da
irrigao. Conhecendo-se as caractersticas fsico-hdricas do solo, o clima, a cultura e os
princpios de funcionamento dos equipamentos de irrigao, pode-se propor um uso racional
da gua e, consequentemente, sem danos ao meio ambiente (Folegatti, 1996).
1.3.1 - Problemas de Salinizao do Solo
O halomorfismo (halos = sal + morfos = forma) desenvolve-se no solo quando as
condies do ecossistema so propcias. Altas taxas de evapotranspirao potencial, drenagem
deficiente, guas subterrneas (lenol fretico) enriquecidas por sais, entre outros fatores
favorecem o halomorfismo tanto em ambientes de climas ridos e semi-ridos, como em
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condies de umidade, influenciadas pela gua do mar. Portanto, os halobiomas evoluem a
partir da interao entre os fatores de formao dos solos (material de origem, clima, relevo,
organismos vivos e tempo), tendo como conseqncia o processo pedogentico da
salinizao.
A concentrao salina da soluo do solo antes da ao do homem (ao antrpica),
definida como salinizao primria. Por outro lado, a salinizao pode se estabelecer em
ambientes onde, previamente, os teores de sais txicos eram abaixo do limite de tolerncia das
plantas cultivadas. A essa salinizao, decorrente quase sempre do manejo inadequado do
solo e da gua, d-se o nome desalinizao induzida ousalinizao secundria.
Segundo Oliveira (1997) a salinizao induzida pelo homem mais perceptvel em
ambientes de elevada taxa de evapotranspirao potencial e baixa precipitao pluviomtrica
no curso do ano. A salinidade induzida se manifesta em decorrncia da irrigao praticada
nessas reas, onde o controle da drenagem no feito ou feito de forma ineficiente. No
nordeste semi-rido, as maiores incidncias de reas salinizadas com salinizao secundria
se concentram nas terras mais intensamente cultivadas com o uso da irrigao nos chamados
Permetros Irrigados. Chapman (1975) estimou em mais de 25.000 hectares de rea total
salinizada nessa regio do Brasil.
A salinidade do solo e da gua de irrigao so expressas pela condutividade eltrica
(CE), visto que existe uma correlao direta entre a quantidade de sais dissolvidos em uma
soluo e a capacidade desta soluo em conduzir corrente eltrica.
A unidade de CE o deciSiemens por metro (dS.m-1), sendo que uma soluo que apresenta
uma CE de 1 dS.m-1 possui, aproximadamente, 0,64 gramas de sais dissolvidos por litro de
soluo.
Com isso, pode-se afirmar que a salinizao uma conseqncia do manejo
inadequado da irrigao. Por exemplo, considerando que a lmina total de irrigao aplicada
em um cultivo de milho safrinha seja de 500 mm e que a gua de irrigao apresenta umaconcentrao de sais de 0,4 g.L-1, a qual deve apresentar uma condutividade eltrica de,
aproximadamente, 0,6 dS.m-1. Neste caso, a quantidade de sais adicionados ao solo ser de
2.000 kg.ha-1 para a rea irrigada. Supondo que o sistema de irrigao apresenta alta
eficincia de aplicao de gua e, consequentemente, a quantidade de gua percolada abaixo
da zona radicular da cultura mnima, o sal se acumularia na superfcie do solo devido ao
fluxo ascendente de umidade, decorrente da evapotranspirao, criando os chamados solos
salinos. Portanto, faz-se necessria a aplicao de uma quantidade de gua alm daquela
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requerida para repor a quantidade de gua evapotranspirada para promover a lixiviao do
excesso de sais para camadas mais profundas de solo, longe do sistema radicular das plantas.
1.3.2 - Contaminao dos Mananciais Hdricos
Muitas vezes, devido necessidade de controle de sais do solo, baixa eficincia do
sistema de irrigao ou mesmo falta de um manejo criterioso da irrigao, a quantidade de
gua aplicada pode ser bastante superior quela necessria. O excesso de gua aplicado que
no evapotranspirado pelas culturas retorna aos rios e crregos, por meio do escoamento
superficial e subsuperficial, ou vai para os depsitos subterrneos, por percolao profunda,
arrastando consigo sais solveis, fertilizantes (principalmente nitrato), resduos de defensivos
e herbicidas, elementos txicos, sedimentos etc. A contaminao dos recursos hdricos causa
srios problemas ao suprimento de gua potvel, tanto no meio rural como nos centros
urbanos.
A contaminao de rios e crregos mais rpida e acontece imediatamente aps a
aplicao da gua de irrigao por superfcie, ou seja, por sulco, faixa e inundao. No Brasil,
tem-se verificado srios problemas devido aplicao de herbicidas na irrigao por
inundao do arroz, uma vez que parte da vazo aplicada sempre circula pelos tabuleiros e
retorna aos crregos. Na irrigao por sulcos, grande parte da vazo aplicada no incio escoa
no final dos sulcos. Essa gua escoada carrega sedimentos, em virtude da eroso no incio do
sulco, fertilizantes, defensivos e herbicidas. No final da parcela, esta coletada pelo dreno
que a conduz aos crregos.
A contaminao de rios e crregos tambm pode ocorrer de um modo pouco mais
lento, por meio do lenol fretico subsuperficial, que arrasta os elementos citados, exceto os
sedimentos. Essa contaminao pode ser agravada se, no perfil do solo que est sendo
irrigado, houver sais solveis, pois a gua que movimentar no perfil do solo arrastar tantoos sais trazidos para a rea irrigada pela gua de irrigao como os sais dissolvidos no perfil
do solo. Um exemplo clssico desse caso um projeto implementado na bacia do Rio
Colorado, EUA.
A contaminao da gua subterrnea mais lenta. O tempo necessrio para a gua
percolada atingir a gua subterrnea aumenta com o decrscimo da permeabilidade do solo,
com a profundidade do solo e com a profundidade do lenol fretico. Dependendo da
permeabilidade do solo, para atingir um lenol fretico situado a, aproximadamente, 30 m de
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profundidade, o tempo necessrio pode variar de 3 a 50 anos, o que torna o problema mais
srio devido ao longo tempo para se conscientizar de que a gua subterrnea est sendo
poluda. Na poluio subterrnea, os sais dissolvidos, os nitratos, os pesticidas e os metais
pesados so as substncias qumicas mais preocupantes,
Quanto maiores forem as perdas por percolao e por escoamento superficial na
irrigao, maiores sero as chances de contaminao dos mananciais e da gua subterrnea.
Assim, torna-se cada vez mais necessrio dimensionar e manejar os sistemas de irrigao com
maior eficincia, bem como evitar o uso de herbicidas e defensivos na irrigao por
inundao, utilizando-os cautelosamente na irrigao por sulco e por faixa.
Antes de implementar um projeto de irrigao, principalmente de irrigao por
superfcie, de suma importncia fazer um estudo geolgico da regio para evitar reas com
alto potencial de contaminao dos recursos hdricos, em razo da existncia de grandes
concentraes de sais solveis no perfil do solo.
No Brasil, atualmente, a agricultura irrigada tem descarregado seu retorno de gua
diretamente no sistema hidrolgico da bacia. Contudo, medida que a rea irrigada aumentar,
os conflitos sobre o uso de gua se gravaro, uma vez que a populao est conscientizando
sobre a importncia da qualidade dos mananciais.
1.3.3 - Conflito pela gua Envolvendo sua Disponibilidade para Consumo Humano
A humanidade j enfrentou diversas crises envolvendo recursos naturais, como, por
exemplo, a crise do petrleo. Com o crescimento exponencial da populao mundial e
degradao do meio ambiente, h uma forte tendncia de que as prximas crises envolvam a
falta de energia e disponibilidade de gua de boa qualidade.
De acordo com Salati et al. (1999), no futuro, os usurios da gua para fins
domstico e industrial vo competir cada vez mais com a agricultura irrigada. Para se produziruma tonelada de gros so necessrias mil toneladas de gua e, para uma tonelada de arroz,
duas mil toneladas de gua. De acordo com a FAO, a produo de alimentos est cada vez
mais dependente da agricultura irrigada e a necessidade de alimentar uma populao crescente
dever pressionar mais os recursos hdricos do que os solos.
As grandes cidades, particularmente as megalpoles e as que esto crescendo
rapidamente nos pases em desenvolvimento, vo exigir enormes esforos para reduzir o
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dficit crnico de abastecimento de gua. Muitas, como a Cidade do Mxico, vo necessitar
implantar um cuidadoso gerenciamento dos aqferos subterrneos.
No Brasil, so ainda raros os casos de disputa pela gua com a participao dos
irrigantes. Pode-se citar os casos dos conflitos ocorridos em Guara (SP), Barreiras (Ba),
Maracatu (MG), Rio Verde (BA), Jaguaribe (CE), Barretos (SP), Casa Branca (SP) e
Araatuba (SP). Maiores informaes sobre estes conflitos podem ser encontradas em Telles
(1999).
No futuro prximo, a gua para conservao de ecossistemas receber mais ateno
como tema scio-poltico. Ser, portanto, imprescindvel que os novos projetos para atender a
demanda de gua sejam planejados e administrados dentro de uma perspectiva de
sustentabilidade econmica, social e ambiental. A soluo vai exigir tanto a explorao
cuidadosa de novas fontes quanto medidas para estimular o uso mais eficiente da gua. Uma
dessas medidas estabelecer polticas que considerem a gua como um bem escasso com
valor econmico, e no como um recurso natural infinito e de uso gratuito.
1.4 - Cobrana pelo Uso da gua para Irrigao
Na irrigao, existe muita perda de gua devido, principalmente, baixa eficincia
dos sistemas de irrigao e falta de um monitoramento da quantidade de gua necessria e
aplicada. Todavia, estas causas no justificam as perdas, visto que estas podem ser evitadas
pelo uso de um sistema de irrigao mais eficiente e de tcnicas de manejo da irrigao. Com
isso, pode-se dizer que a principal causa dos desperdcios de gua na agricultura que o seu
uso no cobrado. Com a introduo da cobrana pelo uso da gua de se esperar um uso
racional, com conseqente reduo no consumo.
A cobrana pela utilizao dos recursos hdricos vm sendo um dos temas mais
polmicos no que se refere anlise da viabilidade econmica da irrigao. A experinciaestrangeira revelou que em muitos pases, como a Frana, Alemanha, Inglaterra, entre outros,
a cobrana pela utilizao da gua foi a maneira encontrada para enfrentar o desafio de
melhorar as condies de aproveitamento, recuperao e conservao dos recursos hdricos.
Neste sentido, vem sendo implantado em nosso pas a Poltica Nacional de Recursos
Hdricos. A Lei n 9433 de 8 de janeiro de 1997 institui a Poltica e o Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hdricos, cujos fundamentos so baseados no fato de que a gua
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um recurso natural limitado, dotado de valor econmico. A racionalizao dos recursos
hdricos um dos objetivos principais da Poltica Nacional de Recursos Hdricos.
A cobrana pelo uso da gua dever estimular o agricultor irrigante a adotar medidas
para evitar perdas e desperdcios e, tambm, constituir receitas que possam viabilizar
financiamentos para a aplicao em projetos e obras hidrulicas e de saneamento. Os valores a
serem cobrados levaro em conta diversos fatores, dentre os quais destacam-se: a vazo
captada e sua variao, o consumo efetivo, a finalidade a que se destina, a carga poluidora
lanada e sua variao, a existncia de obras hidrulicas de regularizao de vazes e outros.
Alguns dos projetos existentes no semi-rido do Brasil j vm realizando a cobrana
h algum tempo, com preos de at R$ 0,06 por metro cbico de gua utilizado. Blanco et al.
(1999) realizaram simulaes dos efeitos da cobrana pelo uso da gua sobre a viabilidade de
implantao de um sistema de irrigao para a cultura da manga, em Petrolina (PE), e
verificaram haver uma necessidade de aumento na produo de 40, 60 e 80%, em mdia, para
viabilizar a irrigao, caso o preo cobrado pela utilizao da gua fosse de US$ 0,00, 0,03 e
0,06, respectivamente. De acordo com os dados apresentados na literatura, os autores
concluram que este aumento de produo poderia ser alcanado e a cobrana pelo uso da
gua no inviabilizou a implantao do sistema, independendo do valor cobrado.
Embora necessria, a cobrana pela utilizao dos recursos hdricos poder causar, a
curto prazo, impactos negativos na agricultura. Estima-se que a reduo no nmero de
lavouras irrigadas no Estado de So Paulo possa ser de 50%, com conseqente reduo no
nmero de empregos, migrao do homem do campo para as cidades e reduo no volume de
negcios das empresas do setor de irrigao. Por outro lado, a irrigao ser encarada com
maior seriedade, obrigando o agricultor irrigante a realizar um manejo adequado da irrigao
para que a relao custo/benefcio seja minimizada. Alm disso, por ocasio da outorga de
utilizao dos recursos hdricos, necessria a apresentao de um projeto de irrigao no
qual deve ser explicitado o mtodo de controle da irrigao, sendo que a outorga pode sercancelada se, em sua vigncia, tal controle no for realizado.
1.5 - Importncia do Manejo da Irrigao
A gua um dos fatores mais importantes para a produo das culturas. Alm da sua
participao na constituio celular e nos diversos processos fisiolgicos na planta, ela est
diretamente relacionada aos processos de absoro de nutrientes e resfriamento da superfcie
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vegetal. A crescente demanda de gua para os diversos fins, tem tornado o manejo de gua
um problema complexo em todo o mundo. Os principais aspectos relacionados este tema
envolvem:
1) limitado suprimento de gua acompanhado por uma crescente demanda,
2) poluio das guas,
3) elevado custo das estruturas necessrias distribuio das guas,
4) incerteza no mercado internacional em commodities,
5) problemas relacionados a lei das guas,
6) mudanas institucionais no que se refere ao manejo das guas.
Um dos aspectos mais importantes da irrigao a reposio da gua ao solo em
quantidade adequada e na ocasio oportuna. O excesso de irrigao geralmente reduz a
produtividade e a qualidade da produo, pode provocar o crescimento excessivo da planta, o
retardamento da maturao dos frutos, a lixiviao de nutrientes solveis (principalmente
nitrognio), queda de flores, maior ocorrncia de doenas de solo e distrbios fisiolgicos,
maiores gastos com energia e o desgaste do sistema de irrigao.
As quantidades de gua aplicada ao solo atravs da irrigao, so determinados
atravs de como os sistemas de irrigao so manejados. Usualmente, maiores quantidades de
gua so aplicadas atravs de sistemas de irrigao de superfcie do que sistemas por asperso
e sistemas de irrigao localizados. A quantidade de gua consumida na agricultura irrigada,
ou o esgotamento dos recursos hdricos no processo hidrolgico, no afetado
significativamente pelo sistema de irrigao empregado, ou seja, o sistema de irrigao
conduz e entrega a gua, mas as culturas que impem a quantidade de gua a ser consumida.
Em muitos casos, o excesso de gua aplicado atravs dos diferentes mtodos de irrigao
retornam superfcie e subsuperfcie. Uma mudana no sistema de irrigao pode afetar a
maneira de distribuio de gua, bem como sua qualidade mas, geralmente, no afeta o
consumo. Entretanto, a mudana ou aprimoramento dos sistemas de irrigao freqentementediminui os custos da irrigao. Os rendimentos devem ser maiores que os custos na
agricultura irrigada, como em qualquer outro negcio. A irrigao representa a maior parcela
dos custos em qualquer lugar que se pratica a agricultura irrigada.
O aumento dos custos da gua est levando, cada vez mais, os agricultores a
investirem em melhores sistemas de irrigao que proporcionam maior uniformidade de
aplicao de gua e melhor manejo da lmina aplicada. Os agricultores devem considerar
todas as variveis que influenciam os custos e rendimentos, e eles continuaro a irrigar se os
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rendimentos em funo do aumento de produo e da qualidade do produto agrcola
compensarem os custos com a irrigao.
Vejamos um exemplo simples de clculo do gasto adicional com energia eltrica,
ocasionado pela aplicao de gua em excesso. A equao para o clculo do gasto com o
consumo de energia :
( ) ( )
++=
100
ICMS1PiCTM30CPi12G consopopdemen
sendo:
Gen gasto com energia (US$.ano-1);
Pi potncia instalada (kW instalado.ha-1);
Cdem custo da demanda de energia (US$.kW instalado-1);
Mop nmero de meses de operao do sistema de irrigao (meses.ano-1);
Top tempo de operao do sistema (horas.dia-1);
Ccons custo do consumo de energia (US$.kW consumido-1);
ICMS valor do ICMS (%).
Supondo que o agricultor tenha em mos um projeto de irrigao por asperso
convencional, o qual possui as seguintes informaes:
necessidade de irrigao = 30 mm
intensidade de aplicao do sistema = 10 mm.h-1
nmero de posies da linha lateral = 5 posies.dia-1
potncia instalada = 2 cv.ha-1 = 1,47 kW.ha-1
Considere, ainda, os seguintes dados:
Meses de operao por ano = 9 meses
Custo do consumo de energia = US$ 0,035.kW consumido-1
Custo da demanda de energia = US$ 4,11.kW instalado-1
ICMS = 15%
Calculando o tempo de irrigao por posio da linha lateral:
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24
1-1-
h.posio3mm.h10
mm30T ==
Para calcularmos o gasto com energia, necessita-se saber o tempo de operao do
sistema por dia:
-1-1-1op h.dia15iaposies.d5h.posio3T ==
Portanto, o gasto anual com energia eltrica ser:
( ) ( )[ ] 1-1-en .ha323.anoUS$1001511,470,035159304,111,4712G = ++=
Supondo que o agricultor, para garantir que no faltar gua para a cultura, resolva
estender o perodo de irrigao para 3,5 h.posio-1:
( ) ( )[ ] 1-1-en .ha363.anoUS$100
1511,470,03517,59304,111,4712G =
++=
Isso representa um custo adicional de energia eltrica de 12,4%, alm dos outros efeitos
causados pela aplicao excessiva de gua, conforme exposto acima.
1.6 - Novas reas de Pesquisa
O manejo e controle da gua aplicada atravs dos sistemas de irrigao, com base em
princpios cientficos, esto tornando-se cada vez mais importantes, em funo da menor
disponibilidade dos recursos hdricos e do crescente custo da gua utilizada. Competindo com
o setor agrcola, o volume de gua utilizado na zona urbana tem aumentado anualmente.
Existe um problema crescente do comprometimento da qualidade da gua, ou seja, da
contaminao dos mananciais de gua (principalmente gua subterrnea), em funo do uso
indiscriminado de pesticidas e fertilizantes, associados ao manejo incorreto da gua aplicada
atravs da irrigao. Para minimizar o efeito desta contaminao, a agricultura irrigada tem
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que ser mais eficiente, aplicando a quantidade correta de gua para as culturas, no momento
certo, para otimizar a produo e proteger o meio ambiente.
Culturas de alto valor comercial, como as hortcolas e frutferas, quase sempre
implicam na utilizao de equipamentos e tcnicas que garantam uma maior eficincia do uso
da gua e maior produtividade, principalmente nas proximidades dos grandes centros urbanos.
Estas tcnicas utilizam sensores instalados no solo ou prximos s plantas, de forma a se obter
dados relativos ao solo, planta e clima para a tomada de deciso de quando. Existem no
mercado instrumentos que podem ativar automaticamente o sistema de irrigao para aplicar
uma determinada lmina de gua, fertilizantes e, possivelmente, pesticidas (qumicos e
biolgicos).
As culturas cultivadas em grandes reas, aparentemente, no requerem mtodos
sofisticados como as culturas de alto valor, mas o manejo da gua de maneira correta
necessrio de forma a obter a produtividade mais econmica. Neste caso, necessrio que
medidas rpidas e freqentes sejam tomadas nestas reas, de maneira que o agricultor possa
saber em que condies as culturas se encontram no campo diariamente ou mesmo ao longo
do dia. Num futuro no muito distante, para a obteno destas informaes sero necessrios
a utilizao de sensores remotos em avies e satlites. Avies operados por empresas de
prestao de servio sobrevoando grandes reas agrcolas uma ou duas vezes por semana para
coletar dados de radiao refletida e emitida pelas culturas podero ser uma realidade.
Estaes meteorolgicas ligadas em rede em regies agrcolas possibilitaro consultores,
usando sistema geogrfico de informao, integrar todas as informaes de maneira que cada
agricultor afiliado a este servio poder saber em que condies se encontram as diferentes
culturas no campo. Consultores informaro os agricultores, discutiro as informaes e
ajudaro na tomada de decises. Cada vez mais surgiro algoritmos mais eficientes que
traduzem as informaes, de modo a permitir fcil interpretao e rpida tomada de decises.
O grande desafio para os cientistas desenvolver novas tcnicas de maneira a distinguir o"status" da gua na planta e, alm disso, detectar o tipo de estresse a que a planta est
submetida, seja devido ao excesso ou escassez de gua, salinidade, toxicidade, doenas,
pragas ou deficincia mineral.
Os agricultores acessaro computadores em suas propriedades e sabero quando
devem irrigar, fertilizar ou controlar determinada praga. Eles sero, ainda, capazes de saber se
economicamente vivel fazer determinada operao, uma vez que eles tero acesso a
modelos econmicos, informaes de mercado em tempo real, tendo acesso a preos reais e
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esperados para uma determinada cultura. A tecnologia para se alcanar este futuro est
disponvel, ou muito prximo da disponibilidade. Caber aos agricultores, cientistas,
administradores e polticos torn-los realidade.
1.7 Manejo da irrigao em ambiente protegido
1.8 -Fertirrigao
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2 RELAO SOLO-PLANTA-ATMOSFERA
2.1 ndices Fsicos do Solo
O solo, do ponto de vista fsico, pode ser considerado como uma mistura porosa de
partculas minerais, orgnicas, ar e gua com substncias em dissoluo. Nele, as partculas
minerais e orgnicas formam uma matriz slida do conjunto, enquanto que a soluo e o ar
ocupam os poros deixados pela poro slida.
2.1.1 Relao Massa-Volume dos Constituintes do Solo
Na figura abaixo, tem-se o esquema das trs fases dos constituintes de um bloco de
solo. Vrias relaes de massa e de volume dos constituintes do solo podem ser definidas a
partir do esquema proposto na figura 5.
Var Mar
Vv
Va Ma
Vt Mt
Vs Ms
AR
GUA
SLIDOS
Figura 5 Representao grfica da relao massa-volume dos constituintes do solo
em que:
Mar = massa de ar;
Ma = massa de gua;
Ms = massa de slidos;
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Mu = massa mida;
Mt = massa total;
Var = volume de ar;
Va = volume de gua;
Vv = volume de poros (vazios);
Vs = volume de slidos; e
Vt = volume total.
No lado direito da representao grfica anterior, tem-se a massa de ar (Mar), massa
de gua (Ma) e massa de slidos (Ms), sendo que a massa total est representada por (Mt).
Desta forma, temos:
Mt = Ms + Ma + Mar
Entretanto, em comparao com a magnitude de Ms e Ma, a massa do ar torna-se
desprezvel.
Mar = 0 ento, Mt = Ms + Ma
O somatrio entre a massa de gua e a massa de slidos, denominada como massa
mida.
Mu = Ma + Ms ento, Mt = Mu
No lado esquerdo da representao grfica, tem-se o volume de ar (Var), volume de
gua (Va), volume de slidos (Vs) e volume total (Vt). Desta forma temos:
Vt = Vs + Va + Var
O volume de vazios (Vv) ou volume de poros dado pelo somatrio de Var e Va.
Vv = Var + Va ento, Vt = Vv + Vs
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Num solo de estrutura rgida, Vv constante e, portanto, quando Va aumenta (ou
diminui), Var diminui (ou aumenta) do mesmo valor.
Vv = constante
A massa especfica da gua ou densidade da gua (da), aproximadamente de 1g.cm-3
e representada pelo quociente entre a massa de gua e o volume da gua, ento tem-se que a
massa de gua, em gramas, igual ao volume de gua, em cm3 .
Va
Mada =
Ma = da . Va
Ma = 1 . Va ento, Ma (g) = Va (cm3)
2.1.2 Densidade dos Slidos (ds),
( )3-g.cmVsMsds =
A densidade dos slidos tambm conhecida pelos nomes: densidade de partculas, ou
densidade real, ou massa especfica dos slidos.
Esta relao determinada em laboratrio com auxlio de picnmetros. Em funo da
grande quantidade de quartzo e caulinita, a grande maioria dos solos apresenta valores mdios
de 2,65 g.cm
-3
. Este valor aumenta quando o solo contm alta porcentagem de minerais,como dixido de mangans e dixido de titnio. A presena de matria orgnica pode alterar
consideravelmente este valor, devido ao seu baixo valor. Para matria orgnica, dp igual a
1,3 a 1,5 g.cm-3.
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2.1.3 Densidade Global do Solo (dg)
( )3-g.cmVt
Msdg =
A densidade global do solo tambm conhecida pelos nomes: densidade do solo, ou
densidade aparente do solo, ou massa especfica do solo.
A densidade global do solo funo da textura, estrutura e grau de compactao do
solo. Solos de textura grossa tem seu valor de 1,3 a 1,8 g.cm-3 , solos de textura fina de 1,0 a
1,4 g.cm-3 e orgnicos de 0,2 a 0,6 g.cm-3 .
Esta relao depende da coleta de amostras indeformadas, a sua determinao
normalmente feito pelo mtodo do torro ou com a utilizao do amostrador de Uhland, que
consiste na coleta de amostras em anis de volume conhecido. Em solos agrcolas este valor
est ao redor de 1,3 g.cm-3 , situao em que ocorre grande restrio ao desenvolvimento
radicular.
2.1.4 Umidade com Base em Massa Seca (U)
MsMaU
MsMs-MuU == (g de gua / g de solo)
2.1.5 Umidade com Base em Volume ou Volumtrica ()
Vt
Va =
Na equao acima, substituindo-se Va e Vt em funo de da e dg, e considerando-se
da = 1 g.cm-3 , tem-se:
dg.Ms
Ma
1
dg.
Ms
Ma
da
dg.
Ms
Ma
dg
Msda
Ma
====
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dg.U = (cm3 de gua / cm3 de solo)
A umidade com base em volume muito til nos assuntos relacionados irrigao,
uma vez que permite a visualizao da lmina de gua armazenada em uma determinadaprofundidade de solo. Por exemplo, a umidade volumtrica de 35% a 30 cm de profundidade,
corresponde a 35 cm3 de gua para cada cm3 de solo, ou seja, neste dado momento existe
armazenado no solo uma lmina de 10,5 cm de gua.
2.1.6 Porosidade do Solo ()
Vt
Vv =
Sendo Vv = Var + Va, tem-se:
Vt
Vs-1
Vt
Vs-Vt
Vt
VaVar ==
+=
Expressando-se Vs em funo de ds, e Vt em funo de dg, tem-se:
ds
dg-1 =
Considerando-se valores mdios de dg e ds iguais a 1,3 e 2,65 g.cm-3 , indicam
porosidade de 0,5; ou seja, o volume ocupado pelo ar e gua est ao redor de 50%.
2.1.7 Porosidade Livre de gua ()
Vt
Va-Vv
Vt
Var ==
- =
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Esta relao tem grande importncia no controle da gua em projetos de irrigao e
drenagem. No que diz respeito irrigao, quando se aplica uma determinada lmina
necessrio que se avalie quanto tempo ser necessrio para que uma porcentagem de poros do
solo esteja na condio de no saturao, ou seja, qual a porosidade livre de gua. Para a
maioria das culturas 6% de porosidade livre de gua permite o aproveitamento do oxignio
pelo sistema radicular. Na literatura encontram-se vrios trabalhos que relatam os danos
causados ao sistema quando sob condies de solo saturado por determinado tempo.
2.1.8 Porcentagem de Saturao (ps)
Vv
Va
ps =
ps =
A porcentagem de saturao reflete diretamente qual a porcentagem da porosidade do
solo ocupado com gua.
2.1.9 Exerccios sobre Relao Solo-Planta-Atmosfera
1) Uma amostra de solo de 1000 cm3 tem massa mida igual 1460 g e peso seco de 1200
g. sabendo-se que a ds 2,65 g.cm-3 , calcular:
a) umidade com base em massa seca;
b) umidade volumtrica;c) densidade global do solo;
d) porosidade do solo;
e) porosidade livre de gua; e
f) porcentagem de saturao.
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2) Um cilindro de solo de 0,10 m de dimetro e 0,12 de altura tem uma massa de 1,7 kg
dos quais 0,26 kg so gua. Assumindo que o valor da densidade da gua seja de 1
g.cm-3 e o da densidade dos slidos seja 2,65 g.cm-3 , calcular:
a) umidade com base em volume;
b) umidade com base em massa;
c) densidade global do solo;
d) porosidade do solo;
e) porosidade livre de gua; e
f) porcentagem de saturao.
3) Foi coletada 210 kg de solo mido. O valor da umidade do solo foi de 0,19 g.g-1 .
Calcular o valor da massa de slidos e da massa de gua.
4) Um pesquisador necessita de exatamente 0,1 kg de um solo seco e dispe de uma
amostra de solo mido com = 0,25 cm3.cm-3 e dg = 1,2 g.cm-3 . Quanto solo mido ele
deve pesar para obter a massa de solo seca desejada?
2.1.10 - Mtodos de Determinao da Umidade do Solo
A determinao do contedo de gua no solo de fundamental importncia para a
prtica da irrigao, sendo utilizada em estudos de movimento de gua no solo,
disponibilidade de gua no solo, eroso, poca e quantidade de gua a ser aplicada e muitas
outras aplicaes.
Existem diferentes mtodos que so utilizados para efetuar essa determinao, todos
com algumas limitaes no que diz respeito preciso, ao custo, ao tempo e ao grau dedificuldade no processo de execuo. A opo por um determinado mtodo varia de acordo
com a finalidade, os objetivos e as disponibilidades instrumentais existentes. Dentre os
principais destacam-se: mtodo gravimtrico direto (mtodo padro da estufa); mtodo do
forno microondas; mtodo do lcool; mtodo da frigideira; mtodo das pesagens; mtodo
do balo volumtrico; mtodo do acetileno (speed) e mtodo da moderao de nutrons.
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A) Mtodos Termogravimtricos
Mtodo Gravimtrico Direto
um mtodo direto, bastante preciso e consiste em se pesarem amostras de solo
midas e secas. A secagem da amostra efetuada em estufa a 105 - 110 C at peso constante.
conhecido, tambm, como mtodo padro da estufa (Bernardo, 1986; Klar, 1988; Klar,
1991).
Material a ser utilizado:
a) latinhas de alumnio com capacidade para 50 a 200 g de solo;
b) estufa a 105 110 C;
c) balana com sensibilidade de 0,01 g; e
d) trado amostrador.
Metodologia:
a) pesar a latinha de alumnio vazia, obtendo-se a tara;
b) retirar amostras do solo com trado, enxado ou outro instrumento, atentando-se para que as
amostras de diferentes horizontes e/ou profundidades no sejam misturadas durante a retirada;
c) colocar parte da amostra de solo na latinha, fechando-se bem, para que no haja sada de
vapor de gua;
d) pesar o conjunto, obtendo-se o peso mido (Mu);
e) levar estufa a 105 110 C por 24 a 48 horas (at peso constante);
f) pesar novamente o conjunto, obtendo-se o peso seco (Ms); eg) determinar o contedo de gua da amostra:
Com base em peso seco (U):
Ms
MaU
Ms
Ms-MuU == (g de gua / g de solo)
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Com base em volume ():
dg.U =
Apesar de o clculo da umidade, em peso, ser muito simples, desejvel que o
clculo da umidade seja realizado com base em volume, onde tem-se a quantidade de gua em
determinado volume de solo, permitindo convert-la facilmente em altura de lmina de gua,
por unidade de profundidade de solo, que um dado muito usado em irrigao. Este mtodo
apresenta um inconveniente para o manejo da irrigao, uma vez que s permite o
conhecimento do contedo de gua do solo cerca de 48 horas aps a amostragem.
O mtodo padro da estufa proporcionou o surgimento de uma srie de outros
mtodos alternativos, que variam entre si em funo da fonte de calor utilizada para a
eliminao do contedo de gua da amostra de solo. Dentre eles destacam-se: o mtodo do
forno microondas, o mtodo do lcool e o mtodo da frigideira, dentre outros.
Mtodo do Forno Microondas
o mtodo que utiliza o forno microondas comercial para a secagem das amostras
de solo. Apresenta como vantagem principal a reduo no tempo de secagem da amostra, o
qual varia em funo do nmero de amostras colocadas para secar, do tamanho da amostra, da
umidade, do tipo de solo e da potncia do forno microondas utilizado. Para fins de manejo de
irrigao em uma determinada rea, aconselhvel que seja feita um estudo prvio, com os
diferentes tipos de solo existentes na propriedade, para a definio dos parmetros acima
mencionados, visando a sua calibrao com o mtodo padro da estufa. Neste contexto,
Andrade Jnior et al. (1996) estabeleceram tempos mximos de secagem em torno de 25
minutos para amostras com peso de 200 g e 30% de umidade em solo Areia Quartzosa,
Latossolo Amarelo e Aluvial.
Material a ser utilizado:
a) latinhas de alumnio com capacidade para 50 a 200 g de solo;
b) beckers de vidro com capacidade para 100 a 200 mL;
c) forno microondas comercial;
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d) balana com sensibilidade de 0,01 g; e
e) trado amostrador.
Metodologia:
a) retirar amostras do solo com trado, enxado ou outro instrumento, atentando-se para que as
amostras de diferentes horizontes e/ou profundidades no sejam misturadas durante a retirada;
b) colocar parte da amostra de solo na latinha, fechando-se bem, para que no haja sada de
vapor de gua;
c) pesar o becker de vidro vazio, obtendo-se a tara;
d) transferir parte da amostra de solo para o becker de vidro;
d) pesar o conjunto, obtendo-se o peso mido (Mu);
e) levar ao forno microondas (at peso constante);
f) pesar novamente o conjunto, obtendo-se o peso seco (Ms); e
g) determinar o contedo de gua da amostra conforme as equaes do mtodo anterior.
Mtodo do lcool
o mtodo que consiste em se adicionar lcool etlico, metlico ou proplico em
excesso amostra de solo, o qual a seguir queimado, proporcionando a remoo da gua do
solo. Apresenta uma preciso que varia de 0,5 a 1% do contedo de gua da amostra, a qual
diminui com o aumento do teor de matria orgnica. Desde que foi primeiramente proposto
por Bouyoucos, tem sido estudado e recomendado como um mtodo rpido, requerendo de
0,5 a 1,0 mL de lcool por grama de solo (Pruski et al., 1986).
Material a ser utilizado:
a) lcool 96 GL;
b) balana com sensibilidade de 0,01 g;
c) caixa de fsforo; e
d) latinha de alumnio.
Metodologia:
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a) coloca-se a amostra de solo mido na latinha de alumnio, devidamente tarada;
b) pesa-se o conjunto, determinando-se o peso mido da amostra (Mu);
c) adiciona-se lcool amostra na proporo de 0,2 mL por grama de solo mido;
d) faz-se a homogeneizao da mistura solo-lcool;
e) procede-se queima do lcool; e
f) repete-se as etapas (c) , (d) e (e) mais duas vezes;
g) Aps o resfriamento da amostra efetuada pesagem do conjunto, obtendo o peso seco
(Ms); e
h) Faz-se o clculo do contedo de gua da amostra atravs das equaes do Mtodo
Gravimtrico Direto.
Mtodo da frigideira
Este mtodo consiste em efetuar a secagem do solo utilizando-se como fonte de calor
um fogareiro a gs butano e acondicionando-se a amostra em uma frigideira. um mtodo
muito simples e prtico de determinao, mas que apresenta limitaes quanto preciso
(Pruski et al., 1986).
Material a ser utilizado:
a) fogareiro a gs butano;
b) frigideira de cozinha ou outro artefato que a substitua;
c) balana com sensibilidade de 0,01 g; e
d) caixa de fsforo ou isqueiro.
Metodologia:
a) coloca-se a amostra de solo mido na frigideira e pesa-se o conjunto (Mu);
b) leva-se a frigideira ao fogareiro, revolvendo-se a amostra cuidadosamente durante a
secagem;
c) o tempo de secagem controlado pela observao visual de alteraes ocorridas na
amostra;
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d) aps a secagem, espera-se a frigideira esfriar e pesa-se, o conjunto, obtendo-se o peso seco
(Ms); e
e) a determinao do contedo de gua da amostra efetuada pelas equaes do Mtodo
Gravimtrico Direto.
B) Mtodo das Pesagens
um mtodo que baseia-se na saturao da amostra de solo, contrariamente aos
mtodos anteriormente, que promovem o secamento da amostra. Foi desenvolvido por Klar et
al. (1966) e fundamenta-se na obteno de um padro, que servir de referncia s demais
determinaes. um mtodo simples e, aps obteno do padro e da densidade de partculas
do solo, necessita apenas de balana com sensibilidade de 1 g, sendo, portanto, barato e, para
fins prticos apresenta boa preciso.
Material a ser utilizado:
a) erlenmeyer ou balo volumtrico de 500 mL;
b) balana com sensibilidade de 0,1 g;
c) bomba de vcuo eltrica ou manual;
d) trado amostrador;
e) latinhas de alumnio; e
f) estufa a 105 110 C.
Metodologia:
Obteno do padro:
a) adicionar gua at aproximadamente a metade do volume do erlenmeyer ou balo de 500
mL;
b) colocar 100 g do solo seco em estufa a 105 C;
c) agitar bem para garantir uma boa homogeneizao da mistura gua-solo;
d) adaptar uma bomba de vcuo eltrica ou manual para facilitar a retirada do ar;
e) completar o volume do frasco com gua at a marca dos 500 mL; e
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f) pesar o conjunto (M), considerado como padro para o solo em questo, o qual
determinado apenas uma vez.
Determinao do contedo de gua:
a) repete-se com a amostra de solo que se quer determinar a umidade os mesmos passos
utilizados para a obteno do padro (exceto o item b), obtendo-se o peso M . O clculo da
umidade com base em peso mido (Uw) efetuado por meio da equao abaixo:
( )
=
1-ds
ds.M'-MUw
em que:
ds = densidade de partculas do solo, geralmente, igual a 2,65 g.cm-3 .
Para a obteno do contedo de gua com base em peso seco (U%) pode ser utilizada
a seguinte equao:
Uw-100Uw.100(%)U =
C) Mtodo do Balo Volumtrico
semelhante ao mtodo das pesagens, porm a determinao do contedo de gua
na amostra efetuado com base na variao de volume medida durante o processo. um
mtodo simples e rpido, mas apresenta baixa preciso.
Material a ser utilizado:
a) balo volumtrico com capacidade de 100 mL;
b) proveta graduada de 50 mL;
c) balana com sensibilidade de 0,01 g; e
c) tubo graduado.
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Metodologia:
a) coloca-se 20 g da amostra de solo mido no balo volumtrico;
b) adiciona-se 50 mL de gua no balo;
c) agita-se o balo para saturar a amostra e eliminar o ar;
d) coloca-se o tubo graduado no balo volumtrico, ajustando-se bem para no ocorrer
vazamentos de gua;
e) adiciona-se mais 50 mL de gua no balo;
f) proceder a leitura no tubo graduado para verificar o aumento de volume que ultrapassa os
100 mL; e
g) calcula-se o contedo de gua da amostra por meio da equao abaixo:
100.Ma-20
MaUw =
em que:
Uw = contedo de gua da amostra de solo com base em peso mido (%); e
Ma = massa de gua para 20 g de solo mido (g), obtida pela seguinte equao.
1-ds
Mu-ds.VMa
=
em que:
V = variao de volume medida no tubo graduado (mL);
ds = densidade de partculas (g.cm
-3
); eMu = massa mida da amostra de solo (20 g).
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D) Mtodo do Acetileno
Fundamenta-se na reao da gua com o carbureto de clcio (CaO2), que colocado
em excesso, reage com a gua existente na amostra de solo produzindo gs acetileno (C2H2):
CaO2 + H2O CaO + C2H2 . Como a amostra se encontra em um recipiente fechado
hermeticamente, haver aumento na presso (que ser lida em um manmetro), a qual ser
proporcional ao contedo de gua da amostra de solo.
Normalmente, os aparelhos so acompanhados por uma tabela que relaciona a
presso com o teor de gua da amostra para determinadas quantidades fixas de solo. Quanto
mais arenoso for o solo, maior dever ser a massa de solo que dever ser utilizada, devido ao
fato de o manmetro possuir uma presso limitada.
Caso o aparelho no possua uma tabela que o acompanhe, necessrio elabor-la
usando o mtodo gravimtrico padro como referncia, a partir de solos de diferentes texturas
e massas.
Material a ser utilizado:
a) recipiente hermeticamente ligado a um manmetro;
b) balana com sensibilidade de 0,1 g;
c) ampolas de carbureto de clcio;
d) esferas metlicas;
e) tabela de converso de presso em contedo de gua do solo; e
f) instrumentos para retirada e preparo da amostra (trado, esptula, pincel, etc).
Metodologia:
a) pesar uma determinada quantidade de solo mido;
b) coloc-lo no recipiente, na seguinte ordem: amostra de solo, esferas e ampola de carbureto;
c) fechar o recipiente e agit-lo violentamente at a estabilizao da presso no manmetro,
para que ocorra reao do carbureto com toda a gua da amostra;
d) fazer a leitura da presso no manmetro; e
e) fazer a converso da presso em contedo de gua da amostra atravs da tabela.
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E) Mtodo da Moderao de Nutrons
Essa metodologia baseia-se na interao entre o contedo de gua do solo e a
dissipao de nutrons com o meio. Existe uma estreita relao entre esse poder dissipador e o
contedo de gua do solo, pois depende diretamente da quantidade de tomos de hidrognio,
que tm a habilidade de moderar eficientemente a energia cintica dos nutrons rpidos por
possurem a mesma massa que estes, proporcionando choques elsticos.
O meio moderador recebe os nutrons rpidos, moderando-os e passando-os a
nutrons trmicos (energia de 0,005 a 0,5 eV) por choques elsticos, principalmente com
tomos de hidrognio. Aps choques sucessivos, os nutrons atingem a velocidade de
equilbrio trmico (0,025 eV). Tem-se ento o fenmeno da difuso. Em seguida, o nutron
absorvido pelo meio havendo dissipao. O processo envolve trs etapas: moderao, difuso
e absoro de nutrons.
O equipamento medidor, geralmente denominado bomba de nutrons, consiste em
duas partes principais: sonda e contador. A sonda, que contm uma fonte de nutrons rpidos
e um detector de nutrons lentos, introduzida em um tubo de alumnio ou PVC, previamente
colocado no solo. O detector mais efetivo um cristal cintilador. Os nutrons lentos incidem
sobre o cristal, originando um fton luminoso que excita a clula fotomultiplicadora, dando
um impulso eltrico que registrado no contador. Para fins prticos, considera-se um alcance
mdio de 25 cm, porm, a maior incidncia ocorre a uma distncia de, aproximadamente, 5
cm em torno da fonte de nutrons.
As fontes mais comuns de nutrons rpidos so uma mistura de Rdio-Berlio. O
Berlio pulverizado bombardeado por partculas emitidas pelo Rdio, resultando nutrons
rpidos. Outras fontes existem como o Amercio-Berlio e o Polnio-Berlio.
um mtodo consagrado para uso no campo, cujas principais limitaes so: o preo
elevado; pode ser perigoso, se no devidamente manuseado; os resultados podem sermascarados por outras fontes de hidrognio (como matria orgnica) ou mesmo outros
elementos como, o cloro, o ferro e o boro. Entretanto, apresenta como vantagens: a preciso
dos resultados; o tempo de obteno do resultado; a possibilidade de repetio da
determinao da umidade em um mesmo local rapidamente e sem alterar a estrutura natural
do solo.
Salienta-se que necessrio a obteno prvia de uma curva de calibrao da sonda
de nutrons para a condio do solo onde ser utilizada. Essa calibrao normalmente
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efetuada com amostras de solo retiradas prxima ao tubo de acesso e nas profundidades de
interesse, com posterior determinao do contedo de gua atravs do mtodo gravimtrico
padro. recomendvel que a calibrao seja realizada para cada profundidade de leitura e
em uma grande faixa de variao de umidade no solo.
Material a ser utilizado:
a) sonda de nutrons;
b) tubos de acesso de alumnio ou PVC com tapas;
c) trado de solo; e
d) curva de calibrao da sonda de nutrons.
Metodologia para obteno das leituras:
a) coloca-se a sonda de nutrons sobre o tubo de acesso;
b) introduz-se a fonte a nutrons no tubo de acesso at a profundidade que representa a mdia
da camada desejada para a leitura da umidade. O ajuste da profundidade feito por meio de
presilhas presas no cabo da sonda;
c) liga-se a sonda de nutrons, aperta-se o boto para que ocorra a emisso dos nutrons e
espera-se o bip sinalizador para que a leitura seja efetuada no mostrador;
d) divide-se esta leitura atual pela leitura padro, a qual obtida com a fonte de nutrons
disposta dentro do corpo da sonda, obtendo-se, assim a chamada razo de contagem;
e) correlaciona-se a razo de contagem com o contedo de gua do solo por meio da curva de
calibrao; e
f) aconselhvel realizar-se trs leituras em cada profundidade para a obteno da umidade
mdia da camada desejada.
2.2 gua Disponvel
A definio do manejo racional deve ser imprescindvel na prtica da irrigao, pois
possibilita otimizar as produtividades e a eficincia do uso da gua e minimizar os custos de
investimentos e manuteno dos sistemas de rega, mantendo o solo e a cultura em condies
fitossanitrias desejveis, diminuindo o impacto ambiental.
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Devido a sua maior simplicidade, normalmente o manejo da irrigao estabelecido
a partir de constantes estticas da gua no solo envolvidos no conceito de disponibilidade
hdrica. Essas constantes so utilizadas como grandezas absolutas e muitas vezes os seus
usurios no percebem as limitaes desses atributos.
2.2.1 - Capacidade de Campo
A utilizao da capacidade de campo, embasada em seu antigo conceito, tem sido
intensamente questionada. No passado, capacidade de campo era considerada uma grandeza
fsica que representava a quantidade de gua retida no solo, depois que o excesso hdrico
gravitante houvesse sido drenado e a taxa de drenagem livre, decrescido acentuadamente
(Veihmeyer & Hendrickson, 1931). Atualmente, esse atributo tem sido melhor aceito como
comportamento dinmico do perfil do solo em relao distribuio de gua e no uma
caracterstica intrnseca ao mesmo, sendo varivel no tempo e no espao.
A maneira mais precisa de se determinar capacidade de campo estabelecer in situ
a umidade do solo, quando a drenagem interna atinge nveis que possam ser considerados
desprezveis. No entanto, existe grande dificuldade em se estabelecer o tempo final da
drenagem livre, critrio emprico que varia entre os diversos autores. Marshall & Stirk (1949)
concluram que o tempo final da drenagem livre, para solos arenosos e argilosos, foi de um e
cinco dias, respectivamente. Segundo Reichardt (1988), esse perodo de dois a trs dias para
solos arenosos e de quatro a sete dias para os argilosos. Em solos arenosos, Borges (1979)
verificou no haver tempo fixo para atingir esse perodo.
Na prtica, o usual associar capacidade de campo quantidade hdrica retida num
potencial mtrico da gua no solo preestabelecido, em geral -10 e -33 kPa, para solos de
textura grossa e fina, respectivamente (Associao Brasileira de Irrigao e Drenagem, 1978 e
Bernardo 1984). No entanto, conforme Van Wanbeke (1974), capacidade de campo tem sidorelacionada a tenses que variam de -5 a -33 kPa, sendo freqente associ-la a -10 kPa, valor
adotado em pases com Austrlia, Canad e Reino Unido (El-Swaify, 1980). Segundo
Reichardt (1988), a tendncia atual considerar como capacidade de campo a umidade do
solo no potencial mtrico -10 kPa. Borges (1979), para solos franco-arenosos e franco-
argilosos, relacionou capacidade de campo s tenses -10 e -40 kPa. Para Podzlico
Vermelho-Amarelo distrfico e Latossolo Roxo distrfico Argiloso, Righes & Veiga (1975)
recomendam avaliar capacidade de campo no potencial mtrico -6 kPa. Em Latossolo Roxo
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distrfico, Freire (1979) e Ferreira & Marcos (1983) observaram melhor correlao entre
capacidade de campo e as tenses -7 e -6 kPa, respectivamente. Para essa mesma classe de
solo, Fietz & Hernani, 1992 verificaram que o potencial mtrico -10 kPa foi o que melhor
estimou a capacidade de campo, recomendando utiliz-lo como limite superior de gua
disponvel.
Segundo Pizarro (1990), a microporosidade do solo tem maior influncia na
capacidade de campo que a macroporosidade e, consequentemente, esse atributo depende
mais da textura que da estrutura, podendo ser estimada pela curva caracterstica atravs de
amostras deformadas. Segundo o mesmo autor, a capacidade de campo mais facilmente
determinada em solos de textura mais grossa, pois nesses solos os macroporos se esvaziam
mais rapidamente e o momento de drenagem livre desprezvel torna-se mais evidente.
2.2.2 - Ponto de Murcha Permanente
O ponto de murcha permanente a umidade do solo, na qual as plantas
experimentam perdas de turgescncia das folhas, da qual no se recuperam quando colocadas
num ambiente escuro e saturado. Representa a umidade mnima disponvel no solo para o
desenvolvimento das plantas (Briggs & Shantz, 1912). De acordo com esse conceito,
introduzido no incio do sculo, o ponto de murcha permanente uma grandeza fsica de um
solo que representa a umidade retida num potencial mtrico de aproximadamente -1,5 MPa.
No entanto, vrios autores, como Slatyer (1957), tm demonstrado que o ponto de murcha
permanente pode variar com as espcies, idade das mesmas e condies ambientais.
De acordo com Israelsen & Hansen (1962), o potencial mtrico no qual o ponto de
murcha permanente ocorre pode variar entre -0,7 a -4,0 MPa e depende do uso consuntivo, da
cultura, do contedo salino e da textura do solo. Segundo esses autores, com aumento da
temperatura e do uso consuntivo, o ponto de murcha permanente ocorrer em tensessignificativamente inferiores e, portanto, com maior umidade do solo.
Assim como capacidade de campo, o ponto de murcha permanente representa um
estado dinmico, cujo o equilbrio difcil de ser alcanado. Em ambos atributos, este estado
de equilbrio atingido quando o movimento da gua no solo pode ser considerado
desprezvel.
A determinao do ponto de murcha permanente mais difcil que a da capacidade
de campo, pois envolve a condutividade hidrulica do solo quando o mesmo est muito seco e
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o fluxo praticamente inexiste. O mtodo direto ou fisiolgico, empregado por Briggs &
Shantz (1912), o padro para se determinar o ponto de murcha permanente, sendo
trabalhoso e exigente em tempo. Nesse mtodo, as amostras de solo, aps serem destorroadas
e peneiradas, so colocadas em vasos. Em seguida, faz-se a semeadura, geralmente com
girassol. O solo deve ser mantido com boas condies de umidade at que a planta tenha dois
ou trs pares de folhas. Atingida esta condio, o umidecimento suspenso e a superfcie do
solo coberta com cartolina parafinada, deixando-se apenas um orifcio para a passagem da
haste da planta. Quando houver a primeira murcha, a planta deve ser colocada num ambiente
mido e escuro por 12 horas. Esse procedimento tem continuidade at que a planta atinja a
sua murcha mxima e irreversvel, sendo esta umidade considerada como ponto de murcha
permanente.
Sykes (1969), determinou o ponto de murcha permanente de dois solos, utilizando
cinco espcies vegetais (Tabela 9). Os resultados variaram entre -0,7 (girassol) e -3,9 MPa
(capim-trigo). Somente o tabaco, no solo franco-argilo-siltoso, e o milho, no solo franco,
apresentaram resultados relativamente prximos do esperado (-1,5 MPa), evidenciando
diferenas altamente significativas entre os solos, as espcies e a adaptao das plantas ao
ambiente.
Tabela 9 - Potencial mtrico no ponto de murcha permanente (PMP) de dois solos,
determinados com diferentes espcies vegetais.
ESPCIE SOLO POTENCIAL MTRICO NO PMP (MPa)
Franco1 -0,70Girassol (Heliantus annus)
Franco-argilo-siltoso2 -1,10
Franco -1,05Tabaco (Nicotiana sp)
Franco-argilo siltoso -1,61
Franco -1,45Milho (Zea mays)Franco-Argilo-siltoso -2,14
Franco -2,30Cassia3 (Cassia fasciculada)
Franco-argilo-siltoso -3,47
Franco -2,05Capim-trigo3 (Agropyron sp)
Franco-argilo-siltoso -3,86
Fonte: Sykes (1969)1Mdia condutividade hidrulica2Alta condutividade hidrulica3Espcie xerfita
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2.2.3 - Estimativa da Disponibilidade Hdrica
Medidas da capacidade de campo in situ e do ponto de murcha permanente
determinadas pelo mtodo fisiolgico so muito trabalhosas e exigentes. Na prtica o usual
associar esses atributos umidade retida em certos potenciais mtricos da curva caracterstica
da gua do solo, normalmente, -100 kPa (capacidade de campo) e -1,5 MPa (ponto de murcha
permanente). No entanto, a determinao da curva caracterstica tambm apresenta
dificuldades, pois necessita de equipamentos nem sempre disponveis em laboratrios de
fsica do solo (funil de placa porosa ou mesa de tenso e cmara de presso).
Essas dificuldades tm levado ao uso indiscriminado de recomendaes genricas de
disponibilidade hdrica, normalmente baseadas em solos de regies de clima temperado, tais
como as apresentadas por Israelsen & Hansen (1962), Doorenbos & Pruitt (1979), Bernardo
(1984) e Reichardt (1987).
Metodologias simplificadas de determinao desses parmetros podem fornecer
estimativas razoveis desses atributos, normalmente mais prximos da realidade do que o
simples uso de tabelas de recomendaes, e atenuar este problema. Arruda (1987), relacionou
a disponibilidade hdrica de oito classes de solos, determinados na curva de reteno, com a
textura do solo. O autor sugere duas equaes para estimar esses atributos a partir da
granulometria, ou seja:
CC = 3,1 - 0,629 . X - 0,0034 . X2 (R2 = 0,908)
PMP = 398,9 . X / (1308,1 + X) (R2 = 0,961)
em que:
CC = capacidade de campo (% massa);PMP = ponto de murcha permanente (% massa);
X = teor de silte mais argila (%).
2.2.4 - Umidade Crtica
Segundo Hillel (1970), o conceito de disponibilidade hdri