IRRIGACAO - seleção do sistema

ISSN 1679-1150

Seleo do Sistema de Irrigao

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1. IntroduoO interesse pela irrigao, no Brasil, emerge nas mais variadas condies de clima, solo, cultura e socioeconomia. No existe um sistema de irrigao ideal, capaz de atender satisfatoriamente todas essas condies e interesses envolvidos. Em conseqncia, deve-se selecionar o sistema de irrigao mais adequado para uma certa condio e para atender os objetivos desejados. O processo de seleo requer a anlise detalhada das condies apresentadas, em funo das exigncias de cada sistema de irrigao, de forma a permitir a identificao das melhores alternativas. Com a rpida expanso da agricultura irrigada, no Brasil, muitos problemas tm surgido, em conseqncia do desconhecimento das diversas alternativas de sistemas de irrigao, conduzindo a uma seleo inadequada do melhor sistema para uma determinada condio. Esse problema tem causado o insucesso de muitos empreendimentos, ocasionando a frustrao de agricultores com a irrigao e, muitas vezes, a degradao dos recursos naturais.

Sete Lagoas, MG Dezembro, 2001

AutorCamilo de Lelis Teixeira de Andrade Eng. Agrc., Ph.D., Embrapa Milho e Sorgo Caixa Postal 151 CEP 35701-970 Sete Lagoas, MG. E-mail: [email protected]

Um ponto importante que vale ressaltar que, antes de comear o processo de seleo de algum mtodo de irrigao, deve-se primeiro determinar se h necessidade de irrigao e se possvel irrigar. Muitos agricultores, motivados pelo modismo ou impulsionados pela presso comercial e facilidade de crdito, adquirem sistemas de irrigao sem mesmo verificar se a cultura que querem explorar necessita ou responde irrigao ou se a fonte de gua de que dispem suficiente para atender a necessidade hdrica da cultura. O objetivo deste trabalho apresentar os critrios bsicos para a seleo dos sistemas de irrigao mais adequados s diversas culturas e s condies edafoclimticas e socioeconmicas.

2. Deciso de IrrigarA deciso de irrigar ou no deve levar em considerao diversos fatores, entre os quais a quantidade e distribuio da chuva, o efeito da irrigao na produo das culturas, a necessidade de gua das culturas e a qualidade e disponibilidade de gua da fonte. O fator mais importante que determina a necessidade de irrigao de uma certa cultura em uma regio a quantidade e distribuio das chuvas. Outras razes para se utilizar irrigao so o aumento da produtividade, a melhoria da qualidade do produto, a produo na entressafra, o uso mais intensivo da terra e a reduo do risco do investimento feito na atividade agrcola.

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2.1. Quantidade e Distribuio de Chuvas

2.2. Necessidade de gua das CulturasA quantidade de gua que uma cultura utiliza durante o ciclo chamada demanda sazonal de gua e, para um mesma cultura, varia com as condies climticas da regio. Diferentes culturas apresentam diferentes demandas sazonais de gua. Em regies semi-ridas, em geral, as plantas requerem maior quantidade de gua por ciclo. H um perodo durante o ciclo das culturas em que mais gua consumida. A quantidade de gua usada pela cultura por dia nesse perodo chamada demanda de pico. Existem vrias publicaes que indicam o requerimento de gua das principais culturas. Entretanto, para culturas tropicais, essa informao nem sempre est prontamente disponvel. O requerimento de gua das culturas pode ser estimado a partir do consumo de gua de uma planta de referncia (Eto) - para o Brasil, a grama -, que, por sua vez, determinado com os dados de clima do local. Determinaes diretas do consumo de gua das culturas (Etc) podem tambm ser feitas empregandose lismetros (Figura 2).

A necessidade de irrigao diminui na medida em que se move das regies ridas e semi-ridas para as regies mais midas. Geralmente, nas regies midas, a quantidade de chuvas ao longo do ano suficiente para a maioria das culturas; entretanto, devido m distribuio, muitas culturas sofrem com a falta de gua. comum, na regio dos Cerrados, a ocorrncia de veranicos (perodos secos no meio do perodo chuvoso), que causam quebra na produtividade e na qualidade de muitas culturas. Alm do mais, algumas espcies, como as hortalias, requerem irrigaes freqentes ao longo de todo o ciclo. A anlise de dados histricos de chuvas ao longo do ano , portanto, fundamental na tomada de deciso de irrigar. Na Figura 1, so plotadas a precipitao mensal mdia e a precipitao mensal dependente para Sete Lagoas, MG. A precipitao dependente indica a probabilidade de um certo valor de precipitao ser igualado ou superado. Notase que a precipitao mdia significativamente maior que a precipitao esperada, com 75% e 91,7% de probabilidade. Para a produo de culturas de menor valor comercial, como gros e pastagem, pode-se adotar um nvel de probabilidade de 75%, enquanto, para culturas de maior retorno econmico, deve-se trabalhar com probabilidades maiores.

Figura 2. Estao meteorolgica automtica (esquerda), convencional (abaixo) e lismetro de pesagem (acima), cujos dados so empregados na determinao do consumo de gua das culturas.

Figura 1. Dados de precipitao mdia e dependente (probabilidade de ocorrncia) para o perodo de 1988 a 1998, Sete Lagoas, MG.

Na Figura 3, so apresentadas as curvas de evapotranspirao de referncia mdia e dependente para Sete Lagoas, MG. Diferentemente da precipitao (Figura 1), o grfico mostra a probabilidade de ocorrncia de um valor igual ou menor que o indicado.

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Por essa razo, os valores mdios de Eto so menores que os valores associados a uma certa probabilidade de ocorrncia. Quanto maior o valor econmico da cultura, maior deve ser a probabilidade e maiores sero os valores da Eto e, conseqentemente, maior dever ser a capacidade do sistema de irrigao. Vale lembrar que a evapotranspirao de muitas culturas maior que a evapotranspirao de referncia nos perodos de pico de consumo. Os valores do coeficiente de cultura (Kc) devem ser multiplicados pelos valores de Eto, para obter a curva de Etc. Dois picos de consumo mensal so observados para o exemplo em questo, um em outubro e outro em janeiro. O sistema de irrigao deve ser capaz de fornecer a quantidade sazonal de gua s culturas, bem como suprir a demanda de pico. Alm do mais, a quantidade sazonal de gua requerida pela cultura deve ser comparada com a quantidade de gua disponvel na fonte durante o ciclo.

ponto que chama a ateno no exemplo que, dada a grande variabilidade interanual da precipitao, dados mdios devem ser evitados em favor de dados probabilsticos. O mesmo no ocorre com a evapotranspirao, que mais uniforme. Considerando uma probabilidade de 75%, nota-se que, exceto para o perodo de novembro a fevereiro, nos demais meses, h necessidade de irrigao, mesmo que complementar s chuvas. Um agravante para a situao a possibilidade de ocorrncia de veranicos, como pode ser observado na Figura 5. Nota-se que veranicos de at 15 dias podem ocorrer, como o caso do perodo de 13 a 31 de janeiro de 1996, o qual, na ausncia de irrigao, poderia causar quebra na produtividade ou danos irreversveis s culturas.

Figura 4. Comparao de curvas de precipitao e evapotranspirao mdias e dependentes, para o perodo de 1988 a 1998, Sete Lagoas, MG.

Figura 3. Dados de evapotranspirao de referncia mdia e dependente (probabilidade de ocorrncia) para o perodo de 1988 a 1998, Sete Lagoas, MG.

2.3. Comparao Entre Curvas de Precipitao e de EvapotranspiraoQuando se plotam as curvas de precipitao mensal junto com as de evapotranspirao de referncia mensal (Figura 4) que se tem uma viso melhor da necessidade ou no de irrigar. O primeiro

Figura 5. Precipitao mdia e do meses de janeiro e fevereiro de 1996, indicando a ocorrncia de veranicos, Sete Lagoas, MG.

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2.4. Efeito da Irrigao na Produtividade das CulturasAlm do efeito direto da disponibilidade de gua para as plantas, outros fatores que contribuem para que a irrigao proporcione um aumento na produtividade das culturas so o uso mais eficiente de fertilizantes, a possibilidade de emprego de uma maior densidade de plantio e a possibilidade de uso de variedades que respondem melhor irrigao. O efeito da irrigao na produtividade das culturas variado. Muitas culturas apresentam boa resposta irrigao, outras, como a soja, apresentam pequena resposta e no so tradicionalmente irrigadas. Espcies frutferas e hortalias, via de regra, respondem bem irrigao. A produtividade de algumas culturas, em condies de irrigao, apresentada na Tabela 1. Todavia, como a produtividade das culturas afetada por condies de clima, solo e variedade, informaes locais devem ser empregadas. A anlise de dados de produtividade potencial das culturas, juntamente com dados de custo de produo e preos, auxilia a tomada de deciso de irrigar ou no uma certa cultura. Tabela 1. Produtividade de Algumas Culturas Sob Irrigao 1

2.5. Fonte de guaDeterminada a necessidade de se irrigar uma certa cultura, h que se analisar as fontes de gua, para verificar se so capazes de suprir as necessidades hdricas da cultura com gua de boa qualidade. As principais fontes de gua para irrigao so rios, lagos ou reservatrios, canais ou tubulaes comunitrias e poos profundos (Figura 6 ). Vrios fatores devem ser considerados na anlise da adaptabilidade da fonte para irrigao, entre os quais a distncia da fonte ao campo, a altura em que a gua deve ser bombeada, o volume de gua disponvel (no caso de lago ou reservatrio), a vazo da fonte no perodo de demanda de pico da cultura e a qualidade da gua. O volume de gua disponvel deve atender a necessidade sazonal de gua da cultura (no caso de lago ou reservatrio) e a vazo da fonte deve suprir a demanda durante todo o ciclo, principalmente durante o perodo de pico de consumo. A qualidade da gua, em termos de sais, poluentes e materiais slidos, deve ser analisada. Muitas culturas no toleram sal na gua. Poluentes podem contaminar os alimentos e os materiais slidos podem causar problemas em bombas, filtros e emissores. Ateno especial deve ser dada s leis de uso da gua em vigor no Pas. Os usurios de gua so obrigados a requerer outorga para uso da gua junto s agncias de controle estaduais. Alm do mais, como o recurso gua est cada dia mais escasso, h tendncia de aumentar os conflitos entre os usurios. O direito de uso da gua de um usurio localizado a jusante do ponto onde se tenciona captar a gua para a irrigao deve ser preservado em termos de volume, vazo e qualidade da gua. Se a deciso baseada nas informaes descritas nos tpicos anteriores favorvel irrigao, ento o prximo

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passo a seleo do mtodo e do sistema de irrigao. Inicialmente, preciso conhecer os diversos mtodos e sistemas de irrigao disponveis atualmente.

permite a utilizao de guas com slidos em suspenso. As limitaes mais importantes so: depende das condies topogrficas, geralmente requerendo sistematizao; inadequado para solos excessivamente permeveis; seu dimensionamento envolve ensaios de campo e o calendrio das irrigaes difcil de ser aplicado cientificamente; seus parmetros de dimensionamento apresentam grande variabilidade espacial; requer freqentes reavaliaes, para assegurar desempenho satisfatrio; os sistemas devem ser instalados antes da cultura, a menos que esta tenha sido planejada para ser irrigada por superfcie; requer medidas efetivas de controle da eroso; possui baixa eficincia de distribuio de gua se mal planejado e manejado; desperta pequeno interesse comercial. O mtodo de superfcie pode ser dividido em Sistemas em Nvel e Sistemas em Declive.

Figura 6. Canal de chamada no rio So Francisco e canal principal do projeto Jaba, MG (Fotos de Camilo L. T. Andrade).

3. Principais Mtodos e Sistemas de IrrigaoMtodo de irrigao a forma pela qual a gua pode ser aplicada s culturas. Basicamente, so quatro os mtodos de irrigao: superfcie, asperso, localizada e subirrigao. Para cada mtodo, h dois ou mais sistemas de irrigao que podem ser empregados. A razo pela qual h muitos tipos de sistemas de irrigao devido grande variao de solo, clima, culturas, disponibilidade de energia e condies socioeconmicas para as quais o sistema de irrigao deve ser adaptado.

3.1. Irrigao por SuperfcieNo mtodo de irrigao por superfcie, a distribuio da gua se d por gravidade, atravs da superfcie do solo. o mtodo com a maior rea irrigada no mundo e no Brasil. As principais vantagens do mtodo de superfcie so: geralmente apresenta o menor custo fixo e operacional; requer equipamentos simples e simples de operar; sofre pouco efeito de ventos; adaptvel grande diversidade de solos e culturas; possui elevado potencial para reduo do consumo de energia; no interfere nos tratamentos fitossanitrios;

3.1.1. Sistemas em NvelNesse sistema, a rea plana ou quase plana (menos de 0,1% de declive) em todas as direes. So trs os tipos de sistemas em nvel: Tabuleiro em nvel: - tambm chamado de bacia, consiste numa rea plana, geralmente de formato retangular ou quadrado, protegida por camalhes. Empregado para o cultivo do arroz (Figura 7). Faixa em contorno: - so tabuleiros planos ou faixas com declive muito pequeno na direo longitudinal.

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So construdos acompanhando o contorno do terreno. Geralmente produzem tabuleiros estreitos e longos (Figura 8).

Figura 9. Irrigao em faixas na cultura da parreira (Fotos de Camilo L. T. Andrade).

Figura 7. Tabuleiros de arroz na sia (Foto da esquerda de autor desconhecido e da direita de Rabi H. Mohtar, Purdue University).

Canais em contorno: - canais (drenos) so abertos em contorno, em reas j plantadas, geralmente com pastagem ou grama. A gua bloqueada no canal principal e no final do dreno superior da rea, forando o transbordamento da gua sobre a superfcie cultivada. Sulcos em declive: - Os sulcos so abertos entre fileiras de plantas. A maior declividade aplicada na direo do fluxo de gua. H pequena ou nenhuma declividade na transversal. So utilizados em reas planas e retangulares (Figuras 10 e 11).

Figura 8. Tabuleiros em contorno na China (Foto de Rabi H. Mohtar, Purdue University).

Sulcos em contorno: - Similar s bacias em contorno, exceto pela presena de sulcos entre as linhas de cultivo. Os sulcos so em nvel ou com declividade muito pequena.Figura 10. rea preparada com sulcos e aps plantio e irrigao (Foto da esquerda de Camilo L.T. Andrade e da direita de Rabi H. Mohtar, Purdue University).

3.1.2. Sistemas em DecliveSo sistemas com declividade em uma das direes, variando de 0,1% at no mximo, 15%. So cinco os sistemas em declive: Faixas em declive:- similar bacia em contorno, exceto pela declividade na direo do fluxo. Uma pequena declividade tolerada na direo transversal (Figura 9).

Figura 11. Irrigao por sulcos com tubos janelados em parreira (acima esquerda) e bananeira (acima direita) e detalhe da janela (Foto da parte de baixo Tom Spofford, USDA)

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Corrugao: - So sulcos pequenos com declividade na direo do fluxo de gua, empregados em culturas semeadas a lano ou com pequeno espaamento. Sulcos em contorno: - Similares aos sulcos em declive, exceto que os sulcos acompanham o contorno do terreno. A declividade transversal direo do fluxo de gua geralmente maior que no sistema de sulco em declive.

posio durante a irrigao de toda a rea. Em alguns sistemas fixos, as tubulaes so permanentemente enterradas (Figura 12).

Figura 12. Sistema de asperso fixo em jardim (Fotos de Camilo L.T. Andrade.

3.2. Irrigao por AspersoNo mtodo da asperso, jatos de gua aplicados no ar caem sobre a cultura na forma de chuva. As principais vantagens do sistema de irrigao por asperso so: facilmente adaptvel s diversas condies de solo, culturas e topografia; possui maior eficincia potencial que o mtodo da irrigao por superfcie; pode ser totalmente automatizado; alguns sistemas podem ser transportados para outra rea; as tubulaes podem ser desmontadas e removidas da rea, o que facilita o preparo do solo e evita reas mortas. As principais limitaes so: os custos de instalao e operao so mais elevados que os do mtodo por superfcie; pode sofrer influncia das condies climticas, como vento e umidade relativa; a irrigao com gua salina pode reduzir a vida til do equipamento e causar danos a algumas culturas; pode favorecer o aparecimento de doenas em algumas culturas e interferir com tratamentos fitossanitrios.

Nos sistemas semifixos, as linhas principais so fixas (geralmente enterradas) e as linhas laterais so movidas de posio em posio ao longo das linhas principais (Figura 13).

Figura 13. Sistema de asperso porttil em feijo (esquerda) e de asperso subcopa em mangueira (Fotos de Camilo L.T. Andrade).

3.2.1. Asperso ConvencionalPodem ser fixos, semifixos ou portteis. Nos sistemas fixos, tanto as linhas principais quanto as laterais permanecem na mesma

Tm sido utilizados tambm no Brasil sistemas semifixos, nos quais tanto a linha principal quanto as laterais so enterradas e movem-se apenas os aspersores. As laterais tm dimetro menor que o usual, pois apenas um aspersor opera em cada lateral de cada vez. Nos sistemas portteis, tanto as linhas principais quanto as laterais so mveis. Os sistemas semifixos e portteis requerem mo-de-obra para mudana das linhas laterais. So recomendados para reas pequenas, geralmente com disponibilidade de mo-de-obra familiar. Todavia, possvel utilizar minicanhes no lugar dos aspersores, o que permite a irrigao de reas maiores, sobretudo com culturas que protegem mais o solo, em condies de pouco vento e com culturas que no sentem muito a desuniformidade da irrigao. Um sistema utilizado em cana-de-acar e pastagens o chamado montagem direta, no qual um canho montado numa carretinha, que pode ser rebocada por trator para outra posio. O mesmo trator pode ser empregado para acionar a bomba (Figura 14).

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3.2.3. Rolamento Lateral ou Ramal Rolante (Rolo)As linhas laterais so montadas sobre rodas de metal. Os tubos funcionam como eixos. No se movem durante a irrigao. Um pequeno motor de combusto interna empregado para deslocar toda a linha lateral para uma nova posio. Uma pequena mangueira (ou tubo) empregada para conectar a lateral aos hidrantes da linha principal. utilizado em culturas de pequeno porte e em reas planas, de formato retangular (Figura 16).

Figura 14. Sistema de asperso porttil tipo montagem direta com canho (Foto de Rabi H. Mohtar, Purdue University).

3.2.2. AutopropelidoUm nico canho ou minicanho montado num carrinho, que se desloca longitudinalmente ao longo da rea a ser irrigada. A conexo do carrinho aos hidrantes da linha principal feita por mangueira flexvel. A propulso do carrinho proporcionada pela prpria gua. o sistema que mais consome energia e apresentava no passado problemas com a durabilidade da mangueira. bastante afetado por vento e produz gotas de gua grandes, que podem prejudicar algumas culturas. Presta-se para a irrigao de reas retangulares de at 70 ha, com culturas como cana-de-acar e pastagem (Figura 15).

Figura 16. Ramal rolante (rolo) na cultura da alfafa (acima) (Foto de Camilo L.T. Andrade) e em grandes reas retangulares (abaixo), foto de Tom Spofford, USDA).

3.2.4. Piv CentralFigura 15. Sistema autopropelido em operao, com tracionamento por cabo de ao e estacionado, com tracionamento pela prpria mangueira de alimentao (Foto da esquerda de Camilo L.T. Andrade e a direita do acervo da Embrapa).

Consiste de uma nica lateral, que gira em torno do centro de um crculo (piv). Segmentos da linha lateral metlica so sustentados por torres em formato de A e

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conectados entre si por juntas flexveis. Um pequeno motor eltrico, colocado em cada torre, permite o acionamento independente destas. A velocidade de deslocamento do piv ditada pela velocidade da ltima torre, que tambm determina a lmina a ser aplicada. O suprimento de gua feito atravs do ponto piv, requerendo que um poo profundo seja perfurado no centro da rea ou que a gua seja conduzida at o centro por adutora enterrada. Pivs podem ser empregados para irrigar reas de at 117 ha. O ideal, todavia, que a rea no ultrapasse 50 a 70 ha. Quanto a limitaes de topografia, alguns autores afirmam que, para vos entre torres de at 30 metros, declividades de at 30% na direo radial podem ser toleradas, enquanto outros autores indicam que essa declividade mxima s pode ser tolerada na direo tangencial (ao longo dos crculos). Pivs centrais com laterais muito longas, quando no corretamente dimensionados em funo da taxa de infiltrao da gua no solo, podem apresentar srios problemas de eroso no final da lateral, devido alta taxa de aplicao de gua necessria nessa rea. Pivs so sistemas que permitem alto grau de automao. O custo por unidade de rea tende a reduzir medida que aumenta a rea. Pivs mais modernos permitem que as rodas das torres sejam escamoteadas, para que os mesmos sejam deslocados para a rea adjacente (Figura 17).

3.2.5. Deslocamento LinearA lateral tem estrutura e mecanismo de deslocamento similar do piv central, mas desloca-se continuamente na direo longitudinal da rea. Todas as torres deslocam-se com a mesma velocidade. O suprimento de gua feito atravs de canal ou linha principal, dispostos no centro ou na extremidade da rea. A gua succionada diretamente do canal ou mangueiras so empregadas para conectar a linha lateral hidrantes da linha principal. Existem sistemas em que a conexo da mangueira aos hidrantes automtica. A bomba , em geral, acionada por motor de combusto interna e desloca-se junto com toda a lateral. recomendado para reas retangulares planas e sem obstruo (Figura 18).

Figura 18. Sistema tipo deslocamento linear (Foto de Tom Spofford, USDA).

3.2.6. LEPA e LESASo sistemas tipo piv central ou deslocamento linear, equipados com um mecanismo de aplicao de gua mais eficiente. No LEPA (low energy precision application), as laterais so dotadas de muitos tubos de descida, onde so conectados bocais que operam com presso muito baixa. A gua aplicada diretamente na superfcie do solo, o que reduz as perdas por evaporao. O solo deve ter alta taxa de infiltrao ou ser preparado com sulcos e microdepresses. No sistema tipo LESA (low elevation spray application), bocais tipo spray so colocados nos tubos de descida e a gua aplicada sobre o dossel da cultura. O LESA indicado para culturas baixas, como batata e cebola (Figura 19).

Figura 17. Piv central na cultura do abacaxi e detalhe do ponto piv (Foto maior de Camilo L.T. Andrade e foto menor de Tom Spofford, USDA).

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testados sistemas de gotejamento tipo Ultra Baixo Volume, nos quais de 16 a 32 ciclos de irrigao so aplicados por dia, empregandose vlvulas ou pulsadores. Essa estratgia procura oferecer planta a quantidade de gua e nutrientes de forma mais uniforme ao longo do dia e com fluxos no saturados, o que, segundo os idealizadores do sistema, proporciona maior aproveitamento desses recursos, com conseqente maior produtividade e menor lixiviao.

Figura 19. Piv central dotado de LEPA (acima a direita) e detalhes dos sulcos com microdepresses (Fotos de Terry Howell, USDA).

3.3. Irrigao LocalizadaNo mtodo da irrigao localizada, a gua , em geral, aplicada em apenas uma frao do sistema radicular das plantas, empregando-se emissores pontuais (gotejadores), lineares (tubo poroso ou tripa) ou superficiais (microaspersores). A proporo da rea molhada varia de 20 a 80% da rea total, o que pode resultar em economia de gua. O teor de umidade do solo pode ser mantido alto atravs de irrigaes freqentes e em pequenas quantidades, beneficiando culturas que respondem a essa condio. Fertilizantes e alguns defensivos podem ser aplicados via gua de irrigao, com potencial aumento de produtividade das culturas, mas com perigo de contaminao do solo e do lenol fretico (Figura 20). O custo inicial relativamente alto, sendo recomendado para culturas de elevado valor econmico e maior espaamento entre fileiras de plantas. um mtodo que permite elevado grau de automao, o que requer menor emprego de mo-de-obra na operao. Os principais sistemas de irrigao localizada so: gotejamento, microasperso e subsuperficiais. Atualmente esto sendo

Figura 20. Bomba hidrulica para injeo de fertilizantes e defensivos na gua de irrigao (Foto de Camilo L.T. Andrade).

3.3.1. GotejamentoNo sistema de gotejamento, a gua aplicada de forma pontual na superfcie do solo. Os gotejadores podem ser instalados sobre a linha, na linha, numa extenso da linha ou serem manufaturados junto com o tubo da linha lateral, formando o que popularmente denomina-se tripa. A vazo dos gotejadores inferior a 12 l/h. Vrios gotejadores podem ser instalados prximos uns dos outros, junto planta, para

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possibilitar o suprimento da quantidade de gua necessria planta, bem como proporcionar o umedecimento da rea mnima da superfcie do solo. As tripas tm paredes mais finas e os seus gotejadores, do tipo labirinto, so construdos em toda a extenso, o que possibilita a reduo do custo, porm com vida til menor. Uma forma rstica do sistema de gotejamento o xique-xique, em que a gua aplicada atravs de pequenos furos feitos na parede das linhas laterais. Pode-se dar mais flexibilidade ao xique-xique atravs da utilizao de microtubos como emissores. Os microtubos podem ter tamanhos diferentes e serem posicionados de forma a manter vazo constante ao longo da linha. Sistema de microtubos tem sido empregado para irrigao de vasos em estufa.

tende a alongar para baixo, o que pode favorecer as perdas de gua por percolao profunda.

Figura 22. Sistema de gotejamento superficial indicando uma faixa molhada (esquerda) e bulbo molhado (direita) (Fotos de Tom Spofford, USDA).

3.3.2. MicroaspersoComo o nome indica, nesse sistema, a gua aplicada por emissores rotativos ou fixos. A vazo dos microaspersores varia de 12 a 120 l/h. Permite o umedecimento de uma rea maior, o que uma vantagem para culturas de espaamentos mais largos, plantadas em solos arenosos (Figura 23).

Figura 21. Sistema de gotejamento superficial em parreira e detalhe do gotejador (Fotos de Camilo L.T. Andrade). A grande vantagem do sistema de gotejamento, quando comparado com o de microasperso, que a gua, aplicada na superfcie do solo, no molha a folhagem ou o tronco das plantas (Figuras 21 e 22). Comparado com o sistema subsuperficial, as vantagens so a facilidade de instalao, inspeo, limpeza e reposio, alm da possibilidade de medio da vazo de emissores e avaliao da rea molhada. As maiores desvantagens so os entupimentos, que requerem excelente filtragem da gua e a interferncia nas prticas culturais quando as laterais no so enterradas. Em solos muito arenosos, o bulbo molhado sob o gotejador

Figura 23. Microasperso em bananeira (acima) com detalhe de um microaspersor (abaixo) (Fotos de Camilo L.T. Andrade).

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A manuteno mais simples que nos sistemas de gotejamento e subsuperficiais. H necessidade de filtragem da gua, mas a propenso ao entupimento menor, dado o maior dimetro dos bocais dos microaspersores. Pode sofrer a influncia do vento, com culturas de pequeno porte ou em pomares jovens, alm do efeito da evaporao direta da gua do jato, em locais muito secos. Pode estimular o desenvolvimento de doenas de ambiente mido. No caso de citros, h a possibilidade de se empregarem microaspersores setoriais para evitar o molhamento do tronco das plantas.

3.3.3. SubsuperficiaisAtualmente, as linhas laterais de gotejadores ou tubos porosos esto sendo enterradas de forma a permitir a aplicao subsuperficial da gua (Figuras 24 e 25). A vantagem desse sistema a remoo das linhas laterais da superfcie do solo, o que facilita o trfego e os tratos culturais, alm de vida til maior. A rea molhada na superfcie no existe ou muito pequena, reduzindo ainda mais a evaporao direta da gua do solo. As limitaes desse sistema so as dificuldades de deteco de possveis entupimentos ou redues nas vazes dos emissores. Os problemas mais comuns de entupimento ocorrem quando as linhas laterais so esvaziadas e succionam sujeira para dentro dos emissores ou quando as razes das plantas entram dentro dos emissores. Novos materiais que repelem as razes e novos desenhos dos emissores minimizam esses problemas. Alm do mais, herbicidas podem ser injetados de tempo em tempo, para prevenir a entrada de razes nos emissores. A instalao das laterais pode ser feita com mquina, o que permite utilizar o sistema em grandes reas. Esse tipo de sistema de irrigao localizada est em franca expanso nos Estados Unidos e tem sido testado para irrigar hortalias e gramados (Figura 26).

Figura 24. Sistema de gotejamento subsuperficial em cultura perene (acima) e detalhe da linha lateral enterrada (abaixo) (Foto de cima de Richard Mead, USA e de baixo de Tom Spofford, USDA).

Figura 25. Detalhe da instalao de laterais de gotejamento subsuperficial (Foto de Richard Mead, USA).

3.4. SubirrigaoCom a subirrigao, o lenol fretico mantido a uma profundidade capaz de permitir um fluxo de gua adequado zona radicular da cultura. Geralmente, est associado a um sistema de drenagem

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subsuperficial. Havendo condies satisfatrias, pode-se constituir no mtodo de menor custo. No Brasil, esse sistema de irrigao tem sido empregado com relativo sucesso no projeto do Rio Formoso, Estado de Tocantins.

emprego do mtodo de superfcie e subirrigao, mas pode ser contornada com os mtodos de asperso e, principalmente, com o mtodo de irrigao localizada. reas com formato e declividade irregulares so mais facilmente irrigveis com mtodos de asperso e localizada do que com o mtodo de superfcie.

Figura 26. Gotejamento subsuperficial em tomate (Foto de Tom Spofford, USDA) e em rea gramada (Foto de Richard Mead, USA).

Figura 27. Irrigao por gotejamento em rea com relevo ondulado (Foto de Camilo L.T. Andrade).

4. Seleo do Mtodo de IrrigaoO primeiro passo no processo de seleo do sistema de irrigao mais adequado para uma certa situao consiste em selecionar antes o mtodo de irrigao. Vrios fatores podem afetar a seleo do mtodo de irrigao. Os principais so sumarizados na Tabela 2 e discutidos a seguir, juntamente com outros fatores importantes.

Tabela 2. Fatores que afetam a seleo do mtodo de irrigao.

4.1. TopografiaSe a rea a ser irrigada plana ou pode ser nivelada sem gasto excessivo, pode-se empregar qualquer um dos quatro mtodos. Se a rea no plana, deve-se limitar ao uso de asperso ou localizada, para os quais a taxa de aplicao de gua pode ser ajustada para evitar eroso. O mtodo de irrigao por superfcie pode ser desenvolvido em reas com declividades de at 5%. Asperso pode ser empregada em reas de at 30%, enquanto gotejamento pode ser implementado em reas com declives de at 60% (Figura 27). A presena de obstruo na rea (rochas, vossorocas, construes) dificulta o

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4.2. SolosSolos com velocidade de infiltrao bsica maior que 70 mm/h devem ser irrigados por asperso ou com irrigao localizada. Para velocidades de infiltrao inferiores a 12 mm/ h, em reas inclinadas, o mtodo mais adequado o da irrigao localizada. Para valores intermedirios de velocidade de infiltrao, os quatro mtodos podem ser empregados. Nos casos em que os horizontes A e B so pouco espessos, deve-se evitar a sistematizao (prtica quase sempre necessria nos sistemas de irrigao por superfcie), de forma a evitar a exposio de horizontes com baixa fertilidade. No caso de lenol fretico alto, deve-se dar preferncia a mtodos de irrigao por superfcie ou subirrigao. Entretanto, em solos com problemas potenciais de salinidade, deve-se evitar os mtodos de superfcie e subirrigao, dando-se preferncia aos mtodos de asperso e localizada. O emprego de irrigao por asperso ou localizada em solos com reduzida capacidade de reteno de gua, em geral, propicia melhor eficincia.

eficientemente irrigadas com mtodos de irrigao localizada ou com mtodos de sulcos. Os sistemas de irrigao localizada e asperso facilitam a aplicao de lminas de gua variveis, de acordo com a profundidade efetiva do sistema radicular das culturas, o que leva a uma melhor eficincia de aplicao. Culturas com sistema radicular profundo podem ser eficientemente irrigadas por superfcie e por subirrigao. Culturas com sistema radicular raso no devem ser subirrigadas, especialmente no estdio inicial de desenvolvimento. Pode-se empregar a combinao de mtodos, como a asperso no incio do ciclo e a subirrigao em seguida. A altura das plantas pode ditar a escolha de um certo sistema de irrigao. No caso da asperso, em culturas anuais de maior porte, como o milho e cana-de-acar, a gua deve ser aplicada acima da vegetao. Para evitar o molhamento das folhas pode-se utilizar pivs centrais do tipo LEPA, em que a gua aplicada ao longo da linha da cultura plantada em crculo. Para culturas com propenso a desenvolver doenas em condies de alta umidade (tomate, por exemplo), deve-se evitar o emprego de asperso. O emprego de microasperso aplicando gua diretamente sobre o caule pode agravar a incidncia de gomose em variedades susceptveis de citros. Algumas culturas so sensveis aplicao de gua com altas concentraes de sdio nas folhas, indicando que o mtodo da asperso deve ser evitado nesse caso. Outras culturas, como a batata, citros e fumo, no toleram o solo saturado por muito tempo. Nesse caso, deve-se evitar a irrigao por superfcie. Por outro lado, algumas variedades de milho e trigo podem tolerar o encharcamento temporrio do solo e a produtividade da cultura do arroz

4.3. CulturasDiversos aspectos relacionados s culturas devem ser considerados na seleo do mtodo de irrigao, entre os quais o sistema e o espaamento de plantio, a profundidade do sistema radicular, a altura de plantas, o valor econmico e as exigncias agronmicas. A eficincia de irrigao maior quando o mtodo da asperso empregado com culturas que cobrem toda a superfcie do solo na maior parte do ciclo fenolgico. Culturas plantadas em linha e com espaamento adensado ou semeadas a lano, como muitas forrageiras, podem ser irrigadas por superfcie. Culturas que ocupam parcialmente a superfcie so mais

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consideravelmente maior quando mantm-se uma lmina de gua sobre a superfcie, obtida quando se utiliza o mtodo da inundao. Um aspecto importante a se observar quando da seleo de mtodos de irrigao a rotao de culturas. O sistema tem que atender a todas as culturas a serem cultivadas no sistema de rotao. Para essa situao, o sistema mais flexvel o de asperso convencional ou piv central. Culturas de maior valor econmico, em geral, requerem mtodos de irrigao mais eficientes e com melhor distribuio de aplicao de gua, como o caso de asperso e localizada.

As perdas de gua por evaporao direta do jato, nos sistemas de asperso, podem chegar a 10%, sem considerar a evaporao da gua da superfcie das plantas. Tais perdas so desprezveis nos sistemas de irrigao por superfcie e localizada. Sistemas de asperso podem ser empregados para proteo contra geadas. Entretanto, isto s possvel em sistemas de asperso fixos, dimensionados para permitir que toda a rea possa ser irrigada simultaneamente.

4.5. Fonte de guaA vazo e o volume total de gua disponvel durante o ciclo da cultura so os dois parmetros que devem inicialmente ser analisados para a determinao no s do mtodo mais adequado, mas tambm da possibilidade ou no de se irrigar, conforme foi discutido anteriormente. A vazo mnima da fonte deve ser igual ou superior demanda de pico da cultura a ser irrigada, levando-se em considerao tambm a eficincia de aplicao de gua do mtodo. Pode-se considerar a construo de reservatrios de gua, o que, todavia, onera o custo de instalao. Sistemas de irrigao por superfcie, em geral, requerem vazes maiores com menor freqncia. Sistemas de asperso e localizada podem ser adaptados a fontes de gua com vazes menores. Sistemas de irrigao por superfcie so potencialmente menos eficientes (30-80%) quando comparados com sistemas de irrigao por asperso (75-90%) e localizada (80-95%). A altura de bombeamento da gua desde a fonte at a rea a ser irrigada deve ser considerada quando da seleo do mtodo de irrigao. medida que essa altura aumenta, sistemas de irrigao mais eficientes devem ser recomendados, de forma a reduzir o consumo de energia.

4.4. ClimaA freqncia e a quantidade das precipitaes que ocorrem durante o ciclo das culturas ditam a importncia da irrigao para a produo agrcola. Nas regies ridas e semi-ridas, praticamente impossvel produzir sem irrigao. Todavia, em regies mais midas, a irrigao pode ter carter apenas complementar e os sistemas de menor custo devem ser selecionados para esse caso. Em geral, sistemas de subirrigao e superfcie tm custos operacionais menores que os sistemas de irrigao por asperso e localizada. Em condies de vento forte, a uniformidade de distribuio de gua pode ser muito prejudicada no mtodo da asperso e, portanto, deve ser evitado. O sistema de irrigao por piv central apresenta melhor desempenho em condies de vento que os sistemas autopropelidos e convencionais. Mesmo em sistemas de irrigao por faixas, ventos muito fortes podem causar desuniformidade de distribuio da gua. Praticamente no h efeito de vento em sistemas de irrigao localizada e subirrigao.

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Fontes de gua com elevada concentrao de slidos em suspenso no so recomendadas para utilizao com sistemas de gotejamento, devido aos altos custos dos sistemas de filtragem. Todavia, tais impurezas no seriam problema para os mtodos de irrigao por superfcie. A presena de patgenos nocivos sade humana pode determinar o mtodo de irrigao de culturas consumidas in natura, como o caso de hortalias. Sistemas de irrigao por asperso e microasperso no so adequados para esses casos. Todavia, gotejamento, sobretudo gotejamento enterrado, e mtodos superficiais podem ser empregados. Finalmente, deve-se considerar o custo da gua na seleo do mtodo. Quanto maior o custo da gua, mais eficiente deve ser o mtodo de irrigao.

geral, sistemas de irrigao de custo inicial elevado, como os de irrigao localizada, so recomendados para culturas de maior valor, como fruteiras e hortalias. Os custos operacionais so geralmente maiores nos sistemas de irrigao por asperso, intermedirios nos de irrigao localizada e menores nos sistemas superficiais. O custos de manuteno so geralmente elevados nos sistemas de irrigao por superfcie, o que pode levar frustrao de muitos irrigantes. Fatores como a gerao de emprego, produo local de alimentos e utilizao de equipamentos produzidos localmente devem tambm ser considerados na seleo dos mtodos de irrigao. Se h incentivos governamentais para um ou mais desses fatores, deve-se lev-los em considerao na anlise econmica. Finalmente, os impactos ambientais de cada mtodo, como eroso, degradao da qualidade da gua e destruio de habitats naturais, devem ser considerados. Tais efeitos podem ser considerados na anlise econmica na forma de multas ou incentivos governamentais ou analisados em termos de limites tolerveis.

4.6. Aspectos Econmicos, Sociais e AmbientaisParece bvio que a meta principal da implementao de qualquer atividade agrcola envolvendo irrigao a obteno do mximo retorno econmico. Todavia, os impactos nos aspectos sociais e ambientais do projeto no podem ser ignorados. Cada sistema de irrigao potencial, adequado a uma certa situao, deve ser analisado em termos de eficincia econmica. Pode-se empregar a relao benefcio-custo do projeto ou retornomximo para se determinar sua eficincia econmica. O projeto que apresentar melhor desempenho econmico deve, ento, ser selecionado. A anlise econmica de sistemas de irrigao geralmente complexa, devido ao grande nmero de variveis envolvidas. Deve-se empregar planilhas ou programas de computador para auxiliar nos clculos. A descrio dessas ferramentas foge ao escopo deste trabalho. Como regra

4.7. Fatores HumanosDiversos fatores humanos, de difcil justificativa lgica, podem influenciar a escolha do mtodo de irrigao. Hbitos, preferncias, tradies, preconceitos e modismo so alguns elementos comportamentais que podem determinar a escolha final de um sistema de irrigao. De forma geral, existe uma certa desconfiana entre os agricultores com relao inovao tecnolgica. Tecnologias j assimiladas so prioritariamente consideradas e suas inconvenincias aceitas como inevitveis, o que dificulta a introduo de sistemas de irrigao diferentes daqueles praticados na regio.

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O nvel educacional dos irrigantes pode influir na seleo de sistemas de irrigao. A irrigao por superfcie tem sido praticada com sucesso por agricultores mais primitivos, em diferentes regies do mundo. Sistemas de asperso e localizada requerem algum tipo de treinamento dos agricultores.

5. Sazonal que varia com a estao do ano ou com o ciclo da cultura 6. Demanda de pico Evapotranspirao mxima de uma cultura ao longo do seu ciclo e ao longo do ano 7. Lismetro equipamento para determinao direta da evapotranspirao das culturas 8. Outorga autorizao oficial para a utilizao de uma certa vazo de gua de uma certa fonte, fornecida pela agncia de controle estadual ou local 9. Jusante que fica guas abaixo 10.Montante que fica guas acima 11.Declividade razo entre o desnvel e a distncia horizontal de uma superfcie, expressa em porcentagem 12.Precipitao dependente um valor de precipitao associado a uma certa probabilidade de ocorrncia

5. Consideraes FinaisA seleo do sistema de irrigao mais adequado o resultado do ajuste entre as condies existentes e os diversos sistemas de irrigao disponveis, levando-se em considerao outros interesses envolvidos. Sistemas de irrigao adequadamente selecionados possibilitam a reduo dos riscos do empreendimento, uma potencial melhoria da produtividade e da qualidade ambiental.

6. Glossrio1. Veranico perodo com vrios dias sem chuva dentro do perodo chuvoso 2. Necessidade hdrica quantidade de gua que uma cultura precisa para crescer e produzir em seu potencial; pode ser expressa em milmetros por dia, por ms ou por ciclo ou litros por planta por dia (fruticultura) 3. Evapotranspirao combinao da quantidade de gua transpirada pela planta com a quantidade evaporada diretamente pela superfcie do solo; expressa em mm/dia, mm/ms ou l/planta/ dia 4. Evapotranspirao de referncia a evapotranspirao de uma cultura de referncia conduzida em condies timas; no Brasil, a cultura de referncia a grama

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7. Literatura ConsultadaALVES, E. J.; DANTAS, J. L. L.; SOARES FILHO, W. S.; SILVA, S. O.; OLIVEIRA, M. A.; SOUZA, L. S.; CINTRA, F. L. D.; BORGES, A. L.; OLIVEIRA, A. M. G.; OLIVEIRA, S. L.; FANCELLI, M.; CORDEIRO, Z. J. M.; SOUZA, J. S. Banana para exportao: Aspectos tcnicos da produo. Braslia: EMBRAPASPI/CNPMF, 1995. 106p. (EMBRAPA-SPI. Srie Publicaes Tcnicas FRUPEX, 18). BURT, C. M.; CLEMMENS, A. J.; BLIESNER, R.; MERRIAM, J. L.; HARDY, L. Selection of irrigation methods for agriculture. Reston: ASCE, 1999.129p. CUNHA, G. A. P. da; MATOS, A. P. de; SOUZA, L. F.; SANCHES, N. F. REINHARDT, D. H. R. C.; CABRAL, J. R. S. A cultura do abacax. Braslia: EMBRAPA-SPI, 1994. 80p. (Coleo Plantar, 12). FARIA, C. M. B.; PEREIRA, J. R.; POSSDEO, E. L. de Adubao orgnica e mineral na cultura do melo em um vertissolo do submdio So Francisco. Pesquisa Agropecuria Brasileira, Braslia, v.2, n.2, p.191-197, 1994. FRANA, G. E.; COELHO, A. M.; RESENDE, M.; BAHIA FILHO, A. F. C. Balano de 15 nitrognio ( N) em milho irrigado. Relatrio Tcnico Anual do Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo - 1992-1993, Sete Lagoas, v.6, p.30-32,1994. GOMIDE. R. L. Seleo do sistema de irrigao. In: CURSO DE USO E MANEJO DE IRRIGAO, 8, 1993, Sete Lagoas. Apostila... Sete Lagoas: EMBRAPA-CNPMS, 1993.13p. GONZAGA NETO, L.; SOARES, J. M.; CHOUDHURY, M. M.; Leal, I. M. A cultura da acerola. Braslia: EMBRAPA-SPI, 1995, 101p. (Coleo Plantar, 22).

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Circular Tcnica, 14

Exemplares desta edio podem ser adquiridos na: Embrapa Milho e Sorgo Caixa Postal 151 35701-970 Sete Lagoas, MG Fone: (31) 3779-1000 Fax: (31) 3779-1088 E-mail: [email protected] 1a edio 1a impresso (2001): 500 exemplares

Comit de publicaes

Presidente: Ivan Cruz Secretrio-Executivo : Frederico Ozanan M. Dures Membros: Antnio Carlos de Oliveira, Arnaldo Ferreira da Silva, Carlos Roberto Casela, Fernando Tavares Fernandes e Paulo Afonso Viana Supervisor editorial: Jos Heitor Vasconcellos Reviso de texto: Dilermando Lcio de Oliveira Tratamento das ilustraes: Tnia Mara A. Barbosa Editorao eletrnica: Tnia Mara A. Barbosa

Expediente

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IRRIGACAO - seleção do sistema