Seleção do Sistema de Irrigação 14 1. Introdução

Seleção do Sistema de Irrigação

Sete Lagoas, MGDezembro, 2001

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ISSN 1679-1150

Autor

Camilo de Lelis Teixeira deAndrade

Eng. Agríc., Ph.D.,Embrapa Milho e Sorgo

Caixa Postal 151 CEP 35701-970 Sete

Lagoas, MG.E-mail:

[email protected]

1. Introdução

O interesse pela irrigação, no Brasil, emerge nas mais variadascondições de clima, solo, cultura e socioeconomia. Não existe umsistema de irrigação ideal, capaz de atender satisfatoriamente todasessas condições e interesses envolvidos. Em conseqüência, deve-seselecionar o sistema de irrigação mais adequado para uma certacondição e para atender os objetivos desejados. O processo de seleçãorequer a análise detalhada das condições apresentadas, em função dasexigências de cada sistema de irrigação, de forma a permitir aidentificação das melhores alternativas.

Com a rápida expansão da agricultura irrigada, no Brasil, muitosproblemas têm surgido, em conseqüência do desconhecimento dasdiversas alternativas de sistemas de irrigação, conduzindo a umaseleção inadequada do melhor sistema para uma determinadacondição. Esse problema tem causado o insucesso de muitosempreendimentos, ocasionando a frustração de agricultores com airrigação e, muitas vezes, a degradação dos recursos naturais.

Um ponto importante que vale ressaltar é que, antes de começaro processo de seleção de algum método de irrigação, deve-se primeirodeterminar se há necessidade de irrigação e se é possível irrigar.Muitos agricultores, motivados pelo modismo ou impulsionados pelapressão comercial e facilidade de crédito, adquirem sistemas deirrigação sem mesmo verificar se a cultura que querem explorarnecessita ou responde à irrigação ou se a fonte de água de quedispõem é suficiente para atender a necessidade hídrica da cultura.

O objetivo deste trabalho é apresentar os critérios básicos paraa seleção dos sistemas de irrigação mais adequados às diversasculturas e às condições edafoclimáticas e socioeconômicas.

2. Decisão de Irrigar

A decisão de irrigar ou não deve levar em consideração diversosfatores, entre os quais a quantidade e distribuição da chuva, o efeitoda irrigação na produção das culturas, a necessidade de água dasculturas e a qualidade e disponibilidade de água da fonte. O fator maisimportante que determina a necessidade de irrigação de uma certacultura em uma região é a quantidade e distribuição das chuvas.Outras razões para se utilizar irrigação são o aumento da produtividade,a melhoria da qualidade do produto, a produção na entressafra, o usomais intensivo da terra e a redução do risco do investimento feito naatividade agrícola.

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2.1. Quantidade e Distribuição de Chuvas

A necessidade de irrigação diminui namedida em que se move das regiões áridas esemi-áridas para as regiões mais úmidas.Geralmente, nas regiões úmidas, aquantidade de chuvas ao longo do ano ésuficiente para a maioria das culturas;entretanto, devido à má distribuição, muitasculturas sofrem com a falta de água. Écomum, na região dos Cerrados, a ocorrênciade veranicos (períodos secos no meio doperíodo chuvoso), que causam quebra naprodutividade e na qualidade de muitasculturas. Além do mais, algumas espécies,como as hortaliças, requerem irrigaçõesfreqüentes ao longo de todo o ciclo.

A análise de dados históricos dechuvas ao longo do ano é, portanto,fundamental na tomada de decisão de irrigar.Na Figura 1, são plotadas a precipitaçãomensal média e a precipitação mensaldependente para Sete Lagoas, MG. Aprecipitação dependente indica aprobabilidade de um certo valor deprecipitação ser igualado ou superado. Nota-se que a precipitação média ésignificativamente maior que a precipitaçãoesperada, com 75% e 91,7% deprobabilidade. Para a produção de culturas demenor valor comercial, como grãos epastagem, pode-se adotar um nível deprobabilidade de 75%, enquanto, paraculturas de maior retorno econômico, deve-setrabalhar com probabilidades maiores.

2.2. Necessidade de Água das Culturas

A quantidade de água que uma culturautiliza durante o ciclo é chamada demandasazonal de água e, para um mesma cultura,varia com as condições climáticas da região.Diferentes culturas apresentam diferentesdemandas sazonais de água. Em regiõessemi-áridas, em geral, as plantas requeremmaior quantidade de água por ciclo.

Há um período durante o ciclo dasculturas em que mais água é consumida. Aquantidade de água usada pela cultura pordia nesse período é chamada demanda depico. Existem várias publicações que indicamo requerimento de água das principaisculturas. Entretanto, para culturas tropicais,essa informação nem sempre estáprontamente disponível. O requerimento deágua das culturas pode ser estimado a partirdo consumo de água de uma planta dereferência (Eto) - para o Brasil, é a grama -,que, por sua vez, é determinado com osdados de clima do local. Determinaçõesdiretas do consumo de água das culturas(Etc) podem também ser feitas empregando-se lisímetros (Figura 2).

Figura 1. Dados de precipitação média e dependente(probabilidade de ocorrência) para o períodode 1988 a 1998, Sete Lagoas, MG.

Figura 2. Estação meteorológica automática(esquerda), convencional (abaixo) e lisímetrode pesagem (acima), cujos dados sãoempregados na determinação do consumo deágua das culturas.

Na Figura 3, são apresentadas ascurvas de evapotranspiração de referênciamédia e dependente para Sete Lagoas, MG.Diferentemente da precipitação (Figura 1), ográfico mostra a probabilidade de ocorrênciade um valor igual ou menor que o indicado.

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Por essa razão, os valores médios de Eto sãomenores que os valores associados a umacerta probabilidade de ocorrência. Quantomaior o valor econômico da cultura, maiordeve ser a probabilidade e maiores serão osvalores da Eto e, conseqüentemente, maiordeverá ser a capacidade do sistema deirrigação. Vale lembrar que aevapotranspiração de muitas culturas é maiorque a evapotranspiração de referência nosperíodos de pico de consumo. Os valores docoeficiente de cultura (Kc) devem sermultiplicados pelos valores de Eto, paraobter a curva de Etc. Dois picos de consumomensal são observados para o exemplo emquestão, um em outubro e outro em janeiro.O sistema de irrigação deve ser capaz defornecer a quantidade sazonal de água àsculturas, bem como suprir a demanda depico. Além do mais, a quantidade sazonal deágua requerida pela cultura deve sercomparada com a quantidade de águadisponível na fonte durante o ciclo.

ponto que chama a atenção no exemplo éque, dada a grande variabilidade interanualda precipitação, dados médios devem serevitados em favor de dados probabilísticos.O mesmo não ocorre com aevapotranspiração, que é mais uniforme.Considerando uma probabilidade de 75%,nota-se que, exceto para o período denovembro a fevereiro, nos demais meses, hánecessidade de irrigação, mesmo quecomplementar às chuvas. Um agravante paraa situação é a possibilidade de ocorrência deveranicos, como pode ser observado naFigura 5. Nota-se que veranicos de até 15dias podem ocorrer, como é o caso doperíodo de 13 a 31 de janeiro de 1996, oqual, na ausência de irrigação, poderia causarquebra na produtividade ou danosirreversíveis às culturas.

Figura 3. Dados de evapotranspiração de referênciamédia e dependente (probabilidade deocorrência) para o período de 1988 a 1998,Sete Lagoas, MG.

2.3. Comparação Entre Curvas de Preci- pitação e de Evapotranspiração

Quando se plotam as curvas deprecipitação mensal junto com as deevapotranspiração de referência mensal(Figura 4) é que se tem uma visão melhor danecessidade ou não de irrigar. O primeiro

Figura 4. Comparação de curvas de precipitação eevapotranspiração médias e dependentes,para o período de 1988 a 1998, SeteLagoas, MG.

Figura 5. Precipitação média e do meses de janeiro efevereiro de 1996, indicando a ocorrência deveranicos, Sete Lagoas, MG.

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2.4. Efeito da Irrigação na Produtividadedas Culturas

Além do efeito direto dadisponibilidade de água para as plantas,outros fatores que contribuem para que airrigação proporcione um aumento naprodutividade das culturas são o uso maiseficiente de fertilizantes, a possibilidade deemprego de uma maior densidade de plantioe a possibilidade de uso de variedades querespondem melhor à irrigação.

O efeito da irrigação na produtividadedas culturas é variado. Muitas culturasapresentam boa resposta à irrigação, outras,como a soja, apresentam pequena resposta enão são tradicionalmente irrigadas. Espéciesfrutíferas e hortaliças, via de regra,respondem bem à irrigação.

A produtividade de algumas culturas,em condições de irrigação, é apresentada naTabela 1. Todavia, como a produtividade dasculturas é afetada por condições de clima,solo e variedade, informações locais devemser empregadas.

A análise de dados deprodutividade potencial das culturas,juntamente com dados de custo de produçãoe preços, auxilia a tomada de decisão deirrigar ou não uma certa cultura.

Tabela 1. Produtividade de Algumas CulturasSob Irrigação1

2.5. Fonte de Água

Determinada a necessidade de seirrigar uma certa cultura, há que se analisaras fontes de água, para verificar se sãocapazes de suprir as necessidades hídricasda cultura com água de boa qualidade.

As principais fontes de água parairrigação são rios, lagos ou reservatórios,canais ou tubulações comunitárias e poçosprofundos (Figura 6 ).

Vários fatores devem ser consideradosna análise da adaptabilidade da fonte parairrigação, entre os quais a distância da fonteao campo, a altura em que a água deve serbombeada, o volume de água disponível (nocaso de lago ou reservatório), a vazão dafonte no período de demanda de pico dacultura e a qualidade da água.

O volume de água disponível deveatender a necessidade sazonal de água dacultura (no caso de lago ou reservatório) e avazão da fonte deve suprir a demandadurante todo o ciclo, principalmente duranteo período de pico de consumo.

A qualidade da água, em termos desais, poluentes e materiais sólidos, deve seranalisada. Muitas culturas não toleram sal naágua. Poluentes podem contaminar osalimentos e os materiais sólidos podemcausar problemas em bombas, filtros eemissores.

Atenção especial deve ser dada às leisde uso da água em vigor no País. Osusuários de água são obrigados a requereroutorga para uso da água junto às agênciasde controle estaduais. Além do mais, como orecurso água está cada dia mais escasso, hátendência de aumentar os conflitos entre osusuários. O direito de uso da água de umusuário localizado a jusante do ponto ondese tenciona captar a água para a irrigaçãodeve ser preservado em termos de volume,vazão e qualidade da água.

Se a decisão baseada nasinformações descritas nos tópicos anterioresé favorável à irrigação, então o próximo

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passo é a seleção do método e do sistemade irrigação. Inicialmente, é preciso conheceros diversos métodos e sistemas de irrigaçãodisponíveis atualmente.

• permite a utilização de águas comsólidos em suspensão.

As limitações mais importantes são:• depende das condições

topográficas, geralmenterequerendo sistematização;

• é inadequado para solosexcessivamente permeáveis;

• seu dimensionamento envolveensaios de campo e o calendáriodas irrigações é difícil de seraplicado cientificamente;

• seus parâmetros dedimensionamento apresentamgrande variabilidade espacial;

• requer freqüentes reavaliações, paraassegurar desempenho satisfatório;

• os sistemas devem ser instaladosantes da cultura, a menos que estatenha sido planejada para serirrigada por superfície;

• requer medidas efetivas de controleda erosão;

• possui baixa eficiência dedistribuição de água se malplanejado e manejado;

• desperta pequeno interessecomercial.

O método de superfície pode serdividido em Sistemas em Nível e Sistemasem Declive.

3.1.1. Sistemas em Nível

Nesse sistema, a área é plana ouquase plana (menos de 0,1% de declive) emtodas as direções. São três os tipos desistemas em nível:

• Tabuleiro em nível: - tambémchamado de bacia, consiste numaárea plana, geralmente de formatoretangular ou quadrado, protegidapor camalhões. Empregado para ocultivo do arroz (Figura 7).

• Faixa em contorno: - são tabuleirosplanos ou faixas com declive muitopequeno na direção longitudinal.

Figura 6. Canal de chamada no rio São Francisco ecanal principal do projeto Jaíba, MG (Fotosde Camilo L. T. Andrade).

3. Principais Métodos e Sistemas deIrrigação

Método de irrigação é a forma pelaqual a água pode ser aplicada às culturas.Basicamente, são quatro os métodos deirrigação: superfície, aspersão, localizada esubirrigação. Para cada método, há dois oumais sistemas de irrigação que podem serempregados. A razão pela qual há muitostipos de sistemas de irrigação é devido àgrande variação de solo, clima, culturas,disponibilidade de energia e condiçõessocioeconômicas para as quais o sistema deirrigação deve ser adaptado.

3.1. Irrigação por Superfície

No método de irrigação por superfície, adistribuição da água se dá por gravidade,através da superfície do solo. É o métodocom a maior área irrigada no mundo e noBrasil. As principais vantagens do método desuperfície são:

• geralmente apresenta o menorcusto fixo e operacional;

• requer equipamentos simples e ésimples de operar;

• sofre pouco efeito de ventos;• é adaptável à grande diversidade de

solos e culturas;• possui elevado potencial para

redução do consumo de energia;• não interfere nos tratamentos

fitossanitários;

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São construídos acompanhando ocontorno do terreno. Geralmenteproduzem tabuleiros estreitos elongos (Figura 8).

• Canais em contorno: - canais(drenos) são abertos em contorno,em áreas já plantadas, geralmentecom pastagem ou grama. A água ébloqueada no canal principal e nofinal do dreno superior da área,forçando o transbordamento daágua sobre a superfície cultivada.

• Sulcos em declive: - Os sulcos sãoabertos entre fileiras de plantas. Amaior declividade é aplicada nadireção do fluxo de água. Hápequena ou nenhuma declividadena transversal. São utilizados emáreas planas e retangulares (Figuras10 e 11).

Figura 7. Tabuleiros de arroz na Ásia (Foto daesquerda de autor desconhecido e da direitade Rabi H. Mohtar, Purdue University).

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

• Sulcos em contorno: - Similar àsbacias em contorno, exceto pelapresença de sulcos entre as linhasde cultivo. Os sulcos são em nívelou com declividade muito pequena.

3.1.2. Sistemas em Declive

São sistemas com declividade em umadas direções, variando de 0,1% até nomáximo, 15%. São cinco os sistemas emdeclive:

• Faixas em declive:- similar à baciaem contorno, exceto peladeclividade na direção do fluxo.Uma pequena declividade é toleradana direção transversal (Figura 9).

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

Figura 10. Área preparada com sulcos e após plantio eirrigação (Foto da esquerda de Camilo L.T.Andrade e da direita de Rabi H. Mohtar,Purdue University).

Figura 11. Irrigação porsulcos com tubosjanelados emparreira (acima àesquerda) ebananeira (acimaà direita) edetalhe da janela(Foto da parte debaixo TomSpofford, USDA)

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• Corrugação: - São sulcos pequenoscom declividade na direção do fluxode água, empregados em culturassemeadas a lanço ou com pequenoespaçamento.

• Sulcos em contorno: - Similares aossulcos em declive, exceto que ossulcos acompanham o contorno doterreno. A declividade transversal àdireção do fluxo de águageralmente é maior que no sistemade sulco em declive.

3.2. Irrigação por Aspersão

No método da aspersão, jatos de águaaplicados no ar caem sobre a cultura naforma de chuva. As principais vantagens dosistema de irrigação por aspersão são:

• é facilmente adaptável às diversascondições de solo, culturas e topografia;

• possui maior eficiência potencialque o método da irrigação por superfície;

• pode ser totalmente automatizado;• alguns sistemas podem ser

transportados para outra área;• as tubulações podem ser

desmontadas e removidas da área, o quefacilita o preparo do solo e evita “áreasmortas”.

As principais limitações são:

• os custos de instalação eoperação são mais elevados que os dométodo por superfície;

• pode sofrer influência dascondições climáticas, como vento e umidaderelativa;

• a irrigação com água salina podereduzir a vida útil do equipamento e causardanos a algumas culturas;

• pode favorecer o aparecimento dedoenças em algumas culturas e interferir comtratamentos fitossanitários.

3.2.1. Aspersão Convencional

Podem ser fixos, semifixos ou portáteis.Nos sistemas fixos, tanto as linhas principaisquanto as laterais permanecem na mesma

posição durante a irrigação de toda a área.Em alguns sistemas fixos, as tubulações sãopermanentemente enterradas (Figura 12).

Figura 13. Sistema de aspersão portátil em feijão(esquerda) e de aspersão subcopa emmangueira (Fotos de Camilo L.T. Andrade).

Nos sistemas semifixos, as linhas principaissão fixas (geralmente enterradas) e as linhaslaterais são movidas de posição em posiçãoao longo das linhas principais (Figura 13).

Figura 12. Sistema de aspersão fixo em jardim (Fotosde Camilo L.T. Andrade.

Têm sido utilizados também no Brasilsistemas semifixos, nos quais tanto a linhaprincipal quanto as laterais são enterradas emovem-se apenas os aspersores. As lateraistêm diâmetro menor que o usual, poisapenas um aspersor opera em cada lateral decada vez. Nos sistemas portáteis, tanto aslinhas principais quanto as laterais sãomóveis.Os sistemas semifixos e portáteis requeremmão-de-obra para mudança das linhaslaterais. São recomendados para áreaspequenas, geralmente com disponibilidade demão-de-obra familiar. Todavia, é possívelutilizar minicanhões no lugar dos aspersores,o que permite a irrigação de áreas maiores,sobretudo com culturas que protegem mais osolo, em condições de pouco vento e comculturas que não sentem muito adesuniformidade da irrigação. Um sistemautilizado em cana-de-açúcar e pastagens é ochamado “montagem direta”, no qual umcanhão é montado numa carretinha, quepode ser rebocada por trator para outraposição. O mesmo trator pode ser empregadopara acionar a bomba (Figura 14).

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Figura 14. Sistema de aspersão portátil tipomontagem direta com canhão (Foto de RabiH. Mohtar, Purdue University).

3.2.2. Autopropelido

3.2.3. Rolamento Lateral ou Ramal Rolante (Rolão)

As linhas laterais são montadas sobre rodasde metal. Os tubos funcionam como eixos.Não se movem durante a irrigação. Umpequeno motor de combustão interna éempregado para deslocar toda a linha lateralpara uma nova posição. Uma pequenamangueira (ou tubo) é empregada paraconectar a lateral aos hidrantes da linhaprincipal. É utilizado em culturas de pequenoporte e em áreas planas, de formatoretangular (Figura 16).

Um único canhão ou minicanhão é montadonum carrinho, que se deslocalongitudinalmente ao longo da área a serirrigada. A conexão do carrinho aos hidrantesda linha principal é feita por mangueiraflexível. A propulsão do carrinho éproporcionada pela própria água. É o sistemaque mais consome energia e apresentava nopassado problemas com a durabilidade damangueira. É bastante afetado por vento eproduz gotas de água grandes, que podemprejudicar algumas culturas. Presta-se para airrigação de áreas retangulares de até 70 ha,com culturas como cana-de-açúcar epastagem (Figura 15).

Figura 16. Ramal rolante (rolão) na cultura da alfafa(acima) (Foto de Camilo L.T. Andrade) e emgrandes áreas retangulares (abaixo), fotode Tom Spofford, USDA).

3.2.4. Pivô Central

Consiste de uma única lateral, que gira emtorno do centro de um círculo (pivô).Segmentos da linha lateral metálica sãosustentados por torres em formato de “A” e

Figura 15. Sistema autopropelido em operação, comtracionamento por cabo de aço eestacionado, com tracionamento pelaprópria mangueira de alimentação (Foto daesquerda de Camilo L.T. Andrade e adireita do acervo da Embrapa).

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conectados entre si por juntas flexíveis. Umpequeno motor elétrico, colocado em cadatorre, permite o acionamento independentedestas. A velocidade de deslocamento dopivô é ditada pela velocidade da última torre,que também determina a lâmina a seraplicada. O suprimento de água é feitoatravés do ponto pivô, requerendo que umpoço profundo seja perfurado no centro daárea ou que a água seja conduzida até ocentro por adutora enterrada. Pivôs podemser empregados para irrigar áreas de até 117ha. O ideal, todavia, é que a área nãoultrapasse 50 a 70 ha. Quanto a limitaçõesde topografia, alguns autores afirmam que,para vãos entre torres de até 30 metros,declividades de até 30% na direção radialpodem ser toleradas, enquanto outrosautores indicam que essa declividade máximasó pode ser tolerada na direção tangencial(ao longo dos círculos).

Pivôs centrais com laterais muito longas,quando não corretamente dimensionados emfunção da taxa de infiltração da água nosolo, podem apresentar sérios problemas deerosão no final da lateral, devido à alta taxade aplicação de água necessária nessa área.

Pivôs são sistemas que permitem alto graude automação. O custo por unidade de áreatende a reduzir à medida que aumenta a área.Pivôs mais modernos permitem que as rodasdas torres sejam escamoteadas, para que osmesmos sejam deslocados para a áreaadjacente (Figura 17).

3.2.5. Deslocamento Linear

A lateral tem estrutura e mecanismo dedeslocamento similar à do pivô central, masdesloca-se continuamente na direçãolongitudinal da área. Todas as torresdeslocam-se com a mesma velocidade. Osuprimento de água é feito através de canalou linha principal, dispostos no centro ou naextremidade da área. A água é succionadadiretamente do canal ou mangueiras sãoempregadas para conectar a linha lateral àhidrantes da linha principal. Existemsistemas em que a conexão da mangueiraaos hidrantes é automática. A bomba é, emgeral, acionada por motor de combustãointerna e desloca-se junto com toda a lateral.É recomendado para áreas retangularesplanas e sem obstrução (Figura 18).

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

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

3.2.6. LEPA e LESA

São sistemas tipo pivô central ou desloca-mento linear, equipados com um mecanismode aplicação de água mais eficiente. No LEPA(“low energy precision application”), aslaterais são dotadas de muitos tubos dedescida, onde são conectados bocais queoperam com pressão muito baixa. A água éaplicada diretamente na superfície do solo, oque reduz as perdas por evaporação. O solodeve ter alta taxa de infiltração ou ser prepa-rado com sulcos e microdepressões. Nosistema tipo LESA (“low elevation sprayapplication”), bocais tipo “spray” são coloca-dos nos tubos de descida e a água é aplicadasobre o dossel da cultura. O LESA é indicadopara culturas baixas, como batata e cebola(Figura 19).

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Figura 19. Pivô central dotado de LEPA (acima adireita) e detalhes dos sulcos commicrodepressões (Fotos de Terry Howell,USDA).

3.3. Irrigação Localizada

No método da irrigação localizada, a água é,em geral, aplicada em apenas uma fração dosistema radicular das plantas, empregando-seemissores pontuais (gotejadores), lineares(tubo poroso ou “tripa”) ou superficiais(microaspersores). A proporção da áreamolhada varia de 20 a 80% da área total, oque pode resultar em economia de água. Oteor de umidade do solo pode ser mantidoalto através de irrigações freqüentes e empequenas quantidades, beneficiando culturasque respondem a essa condição. Fertilizantese alguns defensivos podem ser aplicados viaágua de irrigação, com potencial aumento deprodutividade das culturas, mas com perigode contaminação do solo e do lençol freático(Figura 20). O custo inicial é relativamentealto, sendo recomendado para culturas deelevado valor econômico e maiorespaçamento entre fileiras de plantas. É ummétodo que permite elevado grau deautomação, o que requer menor emprego demão-de-obra na operação.

Os principais sistemas de irrigação localizadasão: gotejamento, microaspersão esubsuperficiais. Atualmente estão sendo

testados sistemas de gotejamento tipo UltraBaixo Volume, nos quais de 16 a 32 ciclos deirrigação são aplicados por dia, empregando-se válvulas ou pulsadores. Essa estratégiaprocura oferecer à planta a quantidade deágua e nutrientes de forma mais uniforme aolongo do dia e com fluxos não saturados, oque, segundo os idealizadores do sistema,proporciona maior aproveitamento dessesrecursos, com conseqüente maior produtivi-dade e menor lixiviação.

Figura 20. Bomba hidráulica para injeção de fertilizan-tes e defensivos na água de irrigação (Fotode Camilo L.T. Andrade).

3.3.1. Gotejamento

No sistema de gotejamento, a água éaplicada de forma pontual na superfície dosolo. Os gotejadores podem ser instaladossobre a linha, na linha, numa extensão dalinha ou serem manufaturados junto com otubo da linha lateral, formando o quepopularmente denomina-se “tripa”. A vazãodos gotejadores é inferior a 12 l/h. Váriosgotejadores podem ser instalados próximosuns dos outros, junto à planta, para

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possibilitar o suprimento da quantidade deágua necessária à planta, bem comoproporcionar o umedecimento da área mínimada superfície do solo. As “tripas” têmparedes mais finas e os seus gotejadores, dotipo labirinto, são construídos em toda aextensão, o que possibilita a redução docusto, porém com vida útil menor. Umaforma rústica do sistema de gotejamento é oxique-xique, em que a água é aplicadaatravés de pequenos furos feitos na parededas linhas laterais. Pode-se dar maisflexibilidade ao xique-xique através dautilização de microtubos como emissores. Osmicrotubos podem ter tamanhos diferentes eserem posicionados de forma a manter vazãoconstante ao longo da linha. Sistema demicrotubos tem sido empregado parairrigação de vasos em estufa.

tende a alongar para baixo, o que podefavorecer as perdas de água por percolaçãoprofunda.

Figura 21. Sistema de gotejamentosuperficial em parreira e detalhe dogotejador (Fotos de Camilo L.T.Andrade).

A grande vantagem do sistema degotejamento, quando comparado com o demicroaspersão, é que a água, aplicada nasuperfície do solo, não molha a folhagem ouo tronco das plantas (Figuras 21 e 22).Comparado com o sistema subsuperficial, asvantagens são a facilidade de instalação,inspeção, limpeza e reposição, além dapossibilidade de medição da vazão deemissores e avaliação da área molhada. Asmaiores desvantagens são os entupimentos,que requerem excelente filtragem da água e ainterferência nas práticas culturais quando aslaterais não são enterradas. Em solos muitoarenosos, o bulbo molhado sob o gotejador

Figura 22. Sistema de gotejamento superficial indican-do uma faixa molhada (esquerda) e bulbomolhado (direita) (Fotos de Tom Spofford,USDA).

3.3.2. Microaspersão

Como o nome indica, nesse sistema, a águaé aplicada por emissores rotativos ou fixos.A vazão dos microaspersores varia de 12 a120 l/h. Permite o umedecimento de umaárea maior, o que é uma vantagem paraculturas de espaçamentos mais largos,plantadas em solos arenosos (Figura 23).

Figura 23. Microaspersão em bananeira (acima) comdetalhe de um microaspersor (abaixo)(Fotos de Camilo L.T. Andrade).

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A manutenção é mais simples que nossistemas de gotejamento e subsuperficiais.Há necessidade de filtragem da água, mas apropensão ao entupimento é menor, dado omaior diâmetro dos bocais dosmicroaspersores. Pode sofrer a influência dovento, com culturas de pequeno porte ou empomares jovens, além do efeito daevaporação direta da água do jato, em locaismuito secos. Pode estimular odesenvolvimento de doenças de ambienteúmido. No caso de citros, há a possibilidadede se empregarem microaspersores setoriaispara evitar o molhamento do tronco dasplantas.

3.3.3. Subsuperficiais

Atualmente, as linhas laterais de gotejadoresou tubos porosos estão sendo enterradas deforma a permitir a aplicação subsuperficial daágua (Figuras 24 e 25). A vantagem dessesistema é a remoção das linhas laterais dasuperfície do solo, o que facilita o tráfego eos tratos culturais, além de vida útil maior. Aárea molhada na superfície não existe ou émuito pequena, reduzindo ainda mais aevaporação direta da água do solo. Aslimitações desse sistema são as dificuldadesde detecção de possíveis entupimentos oureduções nas vazões dos emissores. Osproblemas mais comuns de entupimentoocorrem quando as linhas laterais sãoesvaziadas e succionam sujeira para dentrodos emissores ou quando as raízes dasplantas entram dentro dos emissores. Novosmateriais que repelem as raízes e novosdesenhos dos emissores minimizam essesproblemas. Além do mais, herbicidas podemser injetados de tempo em tempo, paraprevenir a entrada de raízes nos emissores.

A instalação das laterais pode ser feita commáquina, o que permite utilizar o sistema emgrandes áreas.

Figura 25. Detalhe da instalação de laterais degotejamento subsuperficial (Foto deRichard Mead, USA).

3.4. Subirrigação

Com a subirrigação, o lençol freático émantido a uma profundidade capaz depermitir um fluxo de água adequado à zonaradicular da cultura. Geralmente, estáassociado a um sistema de drenagem

Esse tipo de sistema de irrigação localizadaestá em franca expansão nos Estados Unidose tem sido testado para irrigar hortaliças egramados (Figura 26).

Figura 24. Sistema de gotejamento subsuperficial emcultura perene (acima) e detalhe da linhalateral enterrada (abaixo) (Foto de cima deRichard Mead, USA e de baixo de TomSpofford, USDA).

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subsuperficial. Havendo condiçõessatisfatórias, pode-se constituir no métodode menor custo. No Brasil, esse sistema deirrigação tem sido empregado com relativosucesso no projeto do Rio Formoso, Estadode Tocantins.

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

4. Seleção do Método de Irrigação

O primeiro passo no processo de seleção dosistema de irrigação mais adequado para umacerta situação consiste em selecionar antes ométodo de irrigação. Vários fatores podemafetar a seleção do método de irrigação. Osprincipais são sumarizados na Tabela 2 ediscutidos a seguir, juntamente com outrosfatores importantes.

4.1. Topografia

Se a área a ser irrigada é plana ou pode sernivelada sem gasto excessivo, pode-seempregar qualquer um dos quatro métodos.Se a área não é plana, deve-se limitar ao usode aspersão ou localizada, para os quais ataxa de aplicação de água pode ser ajustadapara evitar erosão. O método de irrigação porsuperfície pode ser desenvolvido em áreascom declividades de até 5%. Aspersão podeser empregada em áreas de até 30%,enquanto gotejamento pode serimplementado em áreas com declives de até60% (Figura 27).

A presença de obstrução na área (rochas,vossorocas, construções) dificulta o

emprego do método de superfície esubirrigação, mas pode ser contornada comos métodos de aspersão e, principalmente,com o método de irrigação localizada.

Áreas com formato e declividade irregularessão mais facilmente irrigáveis com métodosde aspersão e localizada do que com ométodo de superfície.

Figura 27. Irrigação por gotejamento em área comrelevo ondulado (Foto de Camilo L.T.Andrade).

Tabela 2. Fatores que afetam a seleção dométodo de irrigação.

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4.2. Solos

Solos com velocidade de infiltração básicamaior que 70 mm/h devem ser irrigados poraspersão ou com irrigação localizada. Paravelocidades de infiltração inferiores a 12 mm/h, em áreas inclinadas, o método maisadequado é o da irrigação localizada. Paravalores intermediários de velocidade deinfiltração, os quatro métodos podem serempregados.

Nos casos em que os horizontes A e B sãopouco espessos, deve-se evitar asistematização (prática quase semprenecessária nos sistemas de irrigação porsuperfície), de forma a evitar a exposição dehorizontes com baixa fertilidade. No caso delençol freático alto, deve-se dar preferência amétodos de irrigação por superfície ousubirrigação. Entretanto, em solos comproblemas potenciais de salinidade, deve-seevitar os métodos de superfície esubirrigação, dando-se preferência aosmétodos de aspersão e localizada.

O emprego de irrigação por aspersão oulocalizada em solos com reduzida capacidadede retenção de água, em geral, propiciamelhor eficiência.

4.3. Culturas

Diversos aspectos relacionados às culturasdevem ser considerados na seleção dométodo de irrigação, entre os quais osistema e o espaçamento de plantio, aprofundidade do sistema radicular, a alturade plantas, o valor econômico e asexigências agronômicas.

A eficiência de irrigação é maior quando ométodo da aspersão é empregado comculturas que cobrem toda a superfície dosolo na maior parte do ciclo fenológico.Culturas plantadas em linha e comespaçamento adensado ou semeadas alanço, como muitas forrageiras, podem serirrigadas por superfície. Culturas que ocupamparcialmente a superfície são mais

Os sistemas de irrigação localizada easpersão facilitam a aplicação de lâminas deágua variáveis, de acordo com aprofundidade efetiva do sistema radicular dasculturas, o que leva a uma melhor eficiênciade aplicação. Culturas com sistema radicularprofundo podem ser eficientemente irrigadaspor superfície e por subirrigação. Culturascom sistema radicular raso não devem sersubirrigadas, especialmente no estádio inicialde desenvolvimento. Pode-se empregar acombinação de métodos, como a aspersãono início do ciclo e a subirrigação emseguida.

A altura das plantas pode ditar a escolha deum certo sistema de irrigação. No caso daaspersão, em culturas anuais de maior porte,como o milho e cana-de-açúcar, a água deveser aplicada acima da vegetação. Para evitaro molhamento das folhas pode-se utilizarpivôs centrais do tipo LEPA, em que a água éaplicada ao longo da linha da culturaplantada em círculo.

Para culturas com propensão a desenvolverdoenças em condições de alta umidade(tomate, por exemplo), deve-se evitar oemprego de aspersão. O emprego demicroaspersão aplicando água diretamentesobre o caule pode agravar a incidência degomose em variedades susceptíveis decitros.

eficientemente irrigadas com métodos deirrigação localizada ou com métodos desulcos.

Algumas culturas são sensíveis à aplicaçãode água com altas concentrações de sódionas folhas, indicando que o método daaspersão deve ser evitado nesse caso. Outrasculturas, como a batata, citros e fumo, nãotoleram o solo saturado por muito tempo.Nesse caso, deve-se evitar a irrigação porsuperfície. Por outro lado, algumasvariedades de milho e trigo podem tolerar oencharcamento temporário do solo e aprodutividade da cultura do arroz é

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consideravelmente maior quando mantém-seuma lâmina de água sobre a superfície,obtida quando se utiliza o método dainundação.

Um aspecto importante a se observar quandoda seleção de métodos de irrigação é arotação de culturas. O sistema tem queatender a todas as culturas a seremcultivadas no sistema de rotação. Para essasituação, o sistema mais flexível é o deaspersão convencional ou pivô central.

Culturas de maior valor econômico, em geral,requerem métodos de irrigação maiseficientes e com melhor distribuição deaplicação de água, como é o caso deaspersão e localizada.

4.4. Clima

A freqüência e a quantidade dasprecipitações que ocorrem durante o ciclodas culturas ditam a importância da irrigaçãopara a produção agrícola. Nas regiões áridase semi-áridas, é praticamente impossívelproduzir sem irrigação. Todavia, em regiõesmais úmidas, a irrigação pode ter caráterapenas complementar e os sistemas demenor custo devem ser selecionados paraesse caso. Em geral, sistemas desubirrigação e superfície têm custosoperacionais menores que os sistemas deirrigação por aspersão e localizada.

Em condições de vento forte, a uniformidadede distribuição de água pode ser muitoprejudicada no método da aspersão e,portanto, deve ser evitado. O sistema deirrigação por pivô central apresenta melhordesempenho em condições de vento que ossistemas autopropelidos e convencionais.Mesmo em sistemas de irrigação por faixas,ventos muito fortes podem causardesuniformidade de distribuição da água.Praticamente não há efeito de vento emsistemas de irrigação localizada esubirrigação.

As perdas de água por evaporação direta dojato, nos sistemas de aspersão, podemchegar a 10%, sem considerar a evaporaçãoda água da superfície das plantas. Taisperdas são desprezíveis nos sistemas deirrigação por superfície e localizada.

Sistemas de aspersão podem ser empregadospara proteção contra geadas. Entretanto, istosó é possível em sistemas de aspersão fixos,dimensionados para permitir que toda a áreapossa ser irrigada simultaneamente.

4.5. Fonte de Água

A vazão e o volume total de água disponíveldurante o ciclo da cultura são os doisparâmetros que devem inicialmente seranalisados para a determinação não só dométodo mais adequado, mas também dapossibilidade ou não de se irrigar, conformefoi discutido anteriormente. A vazão mínimada fonte deve ser igual ou superior àdemanda de pico da cultura a ser irrigada,levando-se em consideração também aeficiência de aplicação de água do método.Pode-se considerar a construção dereservatórios de água, o que, todavia, onerao custo de instalação.

Sistemas de irrigação por superfície, emgeral, requerem vazões maiores com menorfreqüência. Sistemas de aspersão elocalizada podem ser adaptados a fontes deágua com vazões menores. Sistemas deirrigação por superfície são potencialmentemenos eficientes (30-80%) quandocomparados com sistemas de irrigação poraspersão (75-90%) e localizada (80-95%).

A altura de bombeamento da água desde afonte até a área a ser irrigada deve serconsiderada quando da seleção do métodode irrigação. À medida que essa alturaaumenta, sistemas de irrigação maiseficientes devem ser recomendados, deforma a reduzir o consumo de energia.

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Fontes de água com elevada concentração desólidos em suspensão não sãorecomendadas para utilização com sistemasde gotejamento, devido aos altos custos dossistemas de filtragem. Todavia, taisimpurezas não seriam problema para osmétodos de irrigação por superfície.

A presença de patógenos nocivos à saúdehumana pode determinar o método deirrigação de culturas consumidas in natura,como é o caso de hortaliças. Sistemas deirrigação por aspersão e microaspersão nãosão adequados para esses casos. Todavia,gotejamento, sobretudo gotejamentoenterrado, e métodos superficiais podem serempregados.

Finalmente, deve-se considerar o custo daágua na seleção do método. Quanto maior ocusto da água, mais eficiente deve ser ométodo de irrigação.

4.6. Aspectos Econômicos, Sociais e Ambientais

Parece óbvio que a meta principal daimplementação de qualquer atividade agrícolaenvolvendo irrigação é a obtenção domáximo retorno econômico. Todavia, osimpactos nos aspectos sociais e ambientaisdo projeto não podem ser ignorados.

Cada sistema de irrigação potencial,adequado a uma certa situação, deve seranalisado em termos de eficiênciaeconômica. Pode-se empregar a relaçãobenefício-custo do projeto ou retorno-máximo para se determinar sua eficiênciaeconômica. O projeto que apresentar melhordesempenho econômico deve, então, serselecionado. A análise econômica desistemas de irrigação é geralmente complexa,devido ao grande número de variáveisenvolvidas. Deve-se empregar planilhas ouprogramas de computador para auxiliar noscálculos. A descrição dessas ferramentasfoge ao escopo deste trabalho. Como regra

geral, sistemas de irrigação de custo inicialelevado, como os de irrigação localizada, sãorecomendados para culturas de maior valor,como fruteiras e hortaliças. Os custosoperacionais são geralmente maiores nossistemas de irrigação por aspersão,intermediários nos de irrigação localizada emenores nos sistemas superficiais. O custosde manutenção são geralmente elevados nossistemas de irrigação por superfície, o quepode levar à frustração de muitos irrigantes.

Fatores como a geração de emprego,produção local de alimentos e utilização deequipamentos produzidos localmente devemtambém ser considerados na seleção dosmétodos de irrigação. Se há incentivosgovernamentais para um ou mais dessesfatores, deve-se levá-los em consideração naanálise econômica.

Finalmente, os impactos ambientais de cadamétodo, como erosão, degradação daqualidade da água e destruição de habitatsnaturais, devem ser considerados. Taisefeitos podem ser considerados na análiseeconômica na forma de multas ou incentivosgovernamentais ou analisados em termos delimites toleráveis.

4.7. Fatores Humanos

Diversos fatores humanos, de difíciljustificativa lógica, podem influenciar aescolha do método de irrigação. Hábitos,preferências, tradições, preconceitos emodismo são alguns elementoscomportamentais que podem determinar aescolha final de um sistema de irrigação.

De forma geral, existe uma certadesconfiança entre os agricultores comrelação à inovação tecnológica. Tecnologiasjá assimiladas são prioritariamenteconsideradas e suas inconveniências aceitascomo inevitáveis, o que dificulta aintrodução de sistemas de irrigaçãodiferentes daqueles praticados na região.

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O nível educacional dos irrigantes podeinfluir na seleção de sistemas de irrigação. Airrigação por superfície tem sido praticadacom sucesso por agricultores maisprimitivos, em diferentes regiões do mundo.Sistemas de aspersão e localizada requeremalgum tipo de treinamento dos agricultores.

5. Considerações Finais

A seleção do sistema de irrigação maisadequado é o resultado do ajuste entre ascondições existentes e os diversos sistemasde irrigação disponíveis, levando-se emconsideração outros interesses envolvidos.Sistemas de irrigação adequadamenteselecionados possibilitam a redução dosriscos do empreendimento, uma potencialmelhoria da produtividade e da qualidadeambiental.

6. Glossário

1. Veranico – período com vários dias semchuva dentro do período chuvoso

2. Necessidade hídrica – quantidade de águaque uma cultura precisa para crescer eproduzir em seu potencial; pode serexpressa em milímetros por dia, por mêsou por ciclo ou litros por planta por dia(fruticultura)

3. Evapotranspiração – combinação daquantidade de água transpirada pelaplanta com a quantidade evaporadadiretamente pela superfície do solo;expressa em mm/dia, mm/mês ou l/planta/dia

4. Evapotranspiração de referência – é aevapotranspiração de uma cultura dereferência conduzida em condiçõesótimas; no Brasil, a cultura de referência éa grama

5. Sazonal – que varia com a estação do anoou com o ciclo da cultura

6. Demanda de pico – Evapotranspiraçãomáxima de uma cultura ao longo do seuciclo e ao longo do ano

7. Lisímetro – equipamento paradeterminação direta da evapotranspiraçãodas culturas

8. Outorga – autorização oficial para autilização de uma certa vazão de água deuma certa fonte, fornecida pela agênciade controle estadual ou local

9. Jusante – que fica águas abaixo

10.Montante – que fica águas acima

11.Declividade – razão entre o desnível e adistância horizontal de uma superfície,expressa em porcentagem

12.Precipitação dependente – é um valor deprecipitação associado a uma certaprobabilidade de ocorrência

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Exemplares desta edição podem ser adquiridos na:Embrapa Milho e SorgoCaixa Postal 15135701-970 Sete Lagoas, MGFone: (31) 3779-1000Fax: (31) 3779-1088E-mail: [email protected]

1a edição1a impressão (2001): 500 exemplares

Presidente: Ivan CruzSecretário-Executivo : Frederico Ozanan M. DurãesMembros: Antônio Carlos de Oliveira, Arnaldo Ferreirada Silva, Carlos Roberto Casela, Fernando TavaresFernandes e Paulo Afonso Viana

Supervisor editorial: José Heitor VasconcellosRevisão de texto: Dilermando Lúcio de OliveiraTratamento das ilustrações: Tânia Mara A. BarbosaEditoração eletrônica: Tânia Mara A. Barbosa

Comitê depublicações

Expediente

CircularTécnica, 14

7. Literatura ConsultadaALVES, E. J.; DANTAS, J. L. L.; SOARESFILHO, 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 exportação: Aspectostécnicos da produção. Brasília: EMBRAPA-SPI/CNPMF, 1995. 106p. (EMBRAPA-SPI.Série Publicações Técnicas FRUPEX, 18).

BURT, C. M.; CLEMMENS, A. J.; BLIESNER,R.; MERRIAM, J. L.; HARDY, L. Selection ofirrigation 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 doabacaxí. Brasília: EMBRAPA-SPI, 1994. 80p.(Coleção Plantar, 12).

FARIA, C. M. B.; PEREIRA, J. R.; POSSÍDEO,E. L. de Adubação orgânica e mineral nacultura do melão em um vertissolo dosubmédio São Francisco. PesquisaAgropecuária Brasileira, Brasília, v.2, n.2,p.191-197, 1994.

FRANÇA, G. E.; COELHO, A. M.; RESENDE,M.; BAHIA FILHO, A. F. C. Balanço denitrogênio (15N) em milho irrigado. RelatórioTécnico Anual do Centro Nacional dePesquisa de Milho e Sorgo - 1992-1993, SeteLagoas, v.6, p.30-32,1994.

GOMIDE. R. L. Seleção do sistema deirrigação. In: CURSO DE USO E MANEJO DEIRRIGAÇÃO, 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 daacerola. Brasília: EMBRAPA-SPI, 1995, 101p.(Coleção Plantar, 22).

GUROVICH, L. A. Fundamentos y diseño desistemas de riego. San Jose, Costa Rica:IICA, 1985. 433p. (IICA. Serie de Libros yMateriales Educativos, 59).

KELLER, J.; BLIESNER, R. D. Sprinkle andtrickle irrigation. New York: Van NostrandReinhold, 1990. 652p.

KLAR, A. E. Critérios para escolha do métodode irrigação. Irriga, Botucatu, v. 5, n. 1, p.52-82, 2000.

NAKAYAMA, F. S.; BUCKS, D. A. Trickleirrigation for crop production - Design,operation and management. Amsterdan:Elsevier, 1986. 383p. (ASAE. Developmets inAgricultural Engineering, 9).

OLIVEIRA, A. M. G.; FARIAS, A. R. N;SANTOS FILHO, H. P.; OLIVEIRA, J. R. P.;DANTAS, J. L. L.; SANTOS, L. B.; OLIVEIRA,M. A.; SOUZA JR, M. T.; SILVA, M. J.;ALMEIDA, O. A.; NICKEL, O.; MEDINA, V.M.; CORDEIRO, Z. J. M. Mamão paraexportação: Aspectos técnicos da produção.Brasília: EMBRAPA-SPI, 1994. 52p.(EMBRAPA-SPI.Séries Publicações TécnicasFRUPEX, 9).

SANS, L. M. A.; OLIVEIRA, S. L. Funções daresposta do milho doce ao nitrogênio e airrigação. Relatório Técnico Anual do CentroNacional de Pesquisa de Milho e Sorgo -1992-1993, Sete Lagoas, v.6, p.43-44, 1994.

SCALOPPI, E. J. Critérios básicos paraseleção de sistemas de irrigação. InformeAgropecuário, Belo Horizonte, v.12, n.139.p.54-62, 1986.

TURNER, J. H. Planning for an irrigationsystem. Athens: American Association forVocational Instructional Materials/SoilConservation Service, 1971, 107p.

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Seleção do Sistema de Irrigação 14 1. Introdução