sábado, 1 de julho de 2017

Irrigação na Alfafa



Manejo da irrigação

A intensificação do uso das pastagens é importante para a viabilidade técnico-econômica da produção de leite, pois a alimentação é o item de maior custo nos sistemas de produção animal. O aumento da oferta e da qualidade da pastagem reduz o custo de produção, diluindo custos de máquinas e implementos, infraestrutura e mão de obra. O pastejo rotacionado de alfafa possibilita a oferta de forragem de excelente qualidade, com alta produtividade e redução do custo da alimentação do rebanho.
A alfafa é uma forrageira que apresenta alta resposta à disponibilidade de água. Para ter boa produtividade e qualidade da forragem não deve sofrer déficit hídrico acentuado. Na maior parte do Brasil, isto só é possível com a irrigação, que aumenta a produção e a oferta de forragem de excelente qualidade por todo o ano.
Um manejo adequado da irrigação é necessário para evitar o desperdício e aumentar a eficiência do uso de água. Tal manejo consiste em um conjunto de técnicas para projetar, instalar, monitorar e operar o sistema de irrigação de modo a obter o máximo rendimento econômico com a cultura. Um bom manejo deve considerar o clima, o local, a capacidade de armazenamento de água do solo, as características da cultura e o tipo de sistema de irrigação. Como o manejo da irrigação compreende a cultura irrigada e o sistema de irrigação, neste trabalho são abordados ambos os aspectos para orientar a conduta do produtor irrigante.

Necessidades hídricas e irrigação da alfafa

Estresse hídrico
A evapotranspiração é a soma da evaporação do solo e da transpiração das plantas e representa a necessidade hídrica de uma cultura. Na produção de forragem (pastejo ou feno), o ideal é manter uma alta disponibilidade de água no solo, para que a planta se mantenha em plena vegetação. A umidade adequada do solo é essencial à germinação e ao estabelecimento da alfafa. A germinação é inibida em solos com pouca umidade ou alta salinidade, e uma baixa umidade do solo por longos períodos reduz o número de caules, de brotos e o peso de mudas de alfafa (HEICHEL, 1983).
Quando a evapotranspiração máxima da cultura for de 5 mm a 6 mm.dia-1, pode-se utilizar até 50% do total da água disponível no solo sem afetar a evapotranspiração do cultivo (DOORENBOS e KASSAN, 1994). Se a evapotranspiração exceder a capacidade de transporte interno de água da planta, haverá estresse hídrico. O estresse hídrico acentuado diminui o crescimento das raízes, a nodulação e a atividade da nitrogenase nos nódulos, que pode diminuir em até 85% (HEICHEL, 1983). O estresse hídrico na última metade do ciclo de crescimento da cultura não afeta a densidade de caules e folhas e peso seco total, mas a densidade de caules pode diminuir quando o estresse ocorre durante os primeiros 14 dias da rebrota (GUITJENS, 1990). Irrigações posteriores não recuperarão essa perda.
Consumo de água
A evapotranspiração é a resposta à demanda atmosférica por água, mas como há uma interação entre o solo, a planta e a atmosfera, a intensidade desse processo é modificada pela disponibilidade de água no solo. Um decréscimo na umidade do solo pode afetar o transporte de água através da planta e o seu crescimento. Para alfafa, o potencial matricial de água no solo não deve ser inferior a -200 kPa (GUITJENS, 1990).
A alfafa aumenta seu consumo hídrico imediatamente após o corte, nos cultivos para silagem, fenação ou pastejo (BRASIL, 1987). A necessidade de água da alfafa é maior que a do milho e a do sorgo, e as estimativas do requerimento de água da alfafa variam conforme as condições de crescimento, a evapotranspiração e a disponibilidade de água no solo (HEICHEL, 1983).
O consumo anual médio de água da alfafa está entre 800 mm e 1.600 mm, dependendo do clima e da duração do período vegetativo (BRASIL, 1987), e a evapotranspiração máxima varia muito, de acordo com as condições climáticas locais. Os resultados obtidos em diversas pesquisas mostram que a evapotranspiração da alfafa pode variar de 4,1 mm a 12 mm/dia (HEICHEL, 1983; CUNHA et al., 1994; RASSINI, 2001)), mas geralmente a ETm diária não excede 10 mm/dia. Na Itália, foi registrado um consumo de 587,3 mm e, na antiga Iugoslávia, de 629,2 mm, no primeiro e no segundo ano de cultivo, respectivamente. Ainda na Iugoslávia, a exigência anual de água variou de 545 mm a 730 mm, e o uso da irrigação suplementar aumentou de 50% a 55% o rendimento de feno de alfafa (RASSINI, 2001).
Outra maneira de apresentar a necessidade hídrica das culturas é o consumo por unidade de peso de matéria seca (kg H2O/kg MS). Heichel (1983) compilou os resultados de algumas pesquisas em que os autores relatam o requerimento de água da alfafa, que variou de 631 a 1360 kg H2O/kg MS de alfafa, dependendo da cultivar e do local de cultivo. Nos alfafais irrigados, a produção de massa seca por kg de água aumenta, o que evidencia uma maior produtividade da água em áreas irrigadas. O mesmo autor relatou que as taxas médias de demanda hídrica variam de 512 a 663 kg H2O/kg MS, sugerindo que as necessidades hídricas de 1 ha de alfafa variam de 56 mm a 73 mm/t MS durante a estação de crescimento.
Eficiência no uso da água
Além do consumo de água, também é importante determinar a eficiência no uso da água (EUA) para verificar se há desperdício e ineficiência no sistema de produção. A forma mais comum de se medir a EUA é a razão entre a massa seca da parte aérea (MSPA) e a evapotranspiração total (ET) no período entre dois cortes sucessivos (CUNHA et al., 1994). Assim, tem-se:
EUA = (MSPA/ET)
em que,
EUA – eficiência no uso da água, kg/ha de MS/mm de água;
MSPA – produção de massa seca da parte aérea da planta, kg;
ET – evapotranspiração da cultura entre dois cortes sucessivos, mm.
Em um estudo realizado nos Estados Unidos, o consumo de água da alfafa foi medido durante cinco anos, citando um consumo de 1.022 mm e uma produção de forragem de 17,6 t MS/ha, em cultivo de abril a outubro (58,1 mm/t MS/ha e EUA de 17,2 kg/ha de MS/mm de água) (WRIGHT, 1988). Cunha et al. (1994) realizaram trabalho semelhante na região Sul do Brasil, verificando que a eficiência de uso de água variou de 3,71 a 9,59 kg de MS/ha/mm. entre os diferentes cortes. Um experimento sobre pastejo rotacionado com alfafa feito na Embrapa Pecuária Sudeste, em São Carlos, SP, mostrou que a eficiência no uso da água variou de 9,6 a 19,4 kg MS/mm, conforme se vê na Tabela 1.
 
Tabela 1. Produção de forragem em pasto de alfafa rotacionado e irrigado em São Carlos (SP).
 
Período
Massa de Forragem
(kg MS/ha)
Irrigação
(mm)
Chuva
(mm)
EUA*
(kg MS/mm)
13/8 a 12/9/20072.053,3146,0-14,1
20/8 a 19/9/20072.145,3165,9-12,9
24/8 a 25/9/20071.668,8172,52,29,6
2/9 a 10/10/20072.194,4155,92,213,9
10/9 a 10/10/20072.019,7199,12,210,0
17/9 a 17/10/20072.161,1114,73,2 18,3
29/9 a 29/10/20071.969,1101,954,412,6
3/10 a 2/11/20072.026,2101,955,612,9
9/10 a 8/11/20072.870,774,3 125,614,4
22/10 a 21/11/20072.752,421,2199,812,5
29/10 a 28/11/20072.957,036,1150,615,8
6/11 a 6/12/20073.012,338,2117,219,4







 












*Eficiência do uso de água
Medição ou estimativa do consumo de água
O aumento na produtividade de qualquer cultura depende de fatores como a genética, o clima, o solo, o manejo da cultura e da irrigação. Entre as dificuldades para expansão do cultivo da alfafa no Brasil está o desconhecimento da necessidade de irrigação da cultura no país (VILELA et al., 2008). Há vários métodos de medir ou estimar o consumo de água de qualquer cultura. Os métodos mais práticos para uso em propriedades rurais são as equações com dados meteorológicos e o uso de medidores de evaporação de água (evaporímetros). Esses métodos podem ser encontrados em abundância na literatura científica. Os principais métodos são descritos por Mendonça e Rassini (2008) e um estudo mais detalhado sobre esses métodos é apresentado por Pereira et al. (1997).
Manejo da irrigação
O manejo da irrigação é um recurso para racionalizar a aplicação da água às culturas. O manejo correto da irrigação requer o conhecimento das exigências hídricas da cultura e dos métodos e sistemas de irrigação utilizados, considerando os mais eficazes e de menor custo possível, objetivando maximizar o retorno econômico.
A evapotranspiração varia durante o ciclo de crescimento, seja no sistema de corte ou de pastejo, e é proporcional à área foliar da planta. No manejo da irrigação, essa variação do consumo é representada pelo coeficiente de cultura (Kc), uma proporção entre a evapotranspiração da alfafa (ETc) e a da cultura de referência (ETo), geralmente a grama Batatais. Os valores de Kc variam de 0,4 após o corte, a 1,05 imediatamente antes do próximo corte, na produção de forragem (DOORENBOS e PRUITT, 1977).

Na irrigação, deve-se repor o consumo em um período determinado pela capacidade de armazenamento e disponibilização de água do solo. Para isso, é feita uma análise prévia com o balanço hídrico, para descobrir os desequilíbrios entre a oferta e a demanda de água no sistema de produção. Por exemplo:

Máxima demanda de água da cultura: 4,5 mm/dia
CAD* (prof. 50 cm): 32 mm; AFD** (prof. 50 cm): 16 mm
Turno de rega: 16 ÷ 4 = 4 dias
Neste exemplo, o sistema de irrigação deverá irrigar toda a área em quatro dias, em condições de consumo máximo, mas nem sempre o consumo é máximo. Portanto, deve-se medi-lo para determinar qual a lâmina de irrigação e evitar desperdícios.
 
* Capacidade de água disponível, ou máximo armazenamento de água no solo.
** Água facilmente disponível; é a parte da CAD que as plantas conseguem absorver sem sofrer estresse hídrico.
Método Evaporação-Planta-Solo (EPS) para manejo de irrigação
Geralmente, é difícil determinar a evapotranspiração das plantas na propriedade rural, pois os métodos desenvolvidos com essa finalidade necessitam de várias fórmulas e muitos parâmetros climáticos, que geralmente não estão acessíveis ao produtor rural. Isso leva os irrigantes a erros técnicos, econômicos e ecológicos, irrigando sempre com a mesma quantidade de água e num intervalo fixo de tempo. Por exemplo, aplicações de 15 mm a cada 3 dias, ou de 30 mm a cada 6 dias. Como o clima muda constantemente, se o intervalo de tempo entre irrigações for fixo, a lâmina d’água será variável; se a lâmina d’água for prefixada, o turno de rega será variável.
Para evitar a prática incorreta de prefixar turno de rega e lâmina d’água de irrigação, foi desenvolvido o método EPS (Evaporação-Planta-Solo) de manejo de irrigação. O método é prático e fácil de usar, envolvendo apenas dois parâmetros climáticos: evaporação de água e chuva, que são os  mais influentes na demanda hídrica das plantas. A evaporação de água pode ser medida com o tanque Classe A ou com o evaporímetro de Piché e a chuva é medida com o pluviômetro (Figura 1).
Foto A: Joaquim B. Rassini
Foto B: Fernando Campos Mendonça


Figura 1. (A) Tanque Classe A e pluviômetro, utilizados no manejo de irrigação (método EPS); (B)
evaporímetro de Piché, que pode ser utilizado em substituição ao tanque do tipo Classe A.

A lâmina de irrigação varia de acordo com a planta forrageira, mas há uma relação entre a evaporação de água (ECA ou EPi) e a evapotranspiração da cultura (ETc). Um trabalho de pesquisa conduzido por Rassini (2001) indicou que, para alfafa, a relação é: ETc = 0,72 x ECA. Portanto, para cada 100 mm de ECA, tem-se uma evapotranspiração de 72 mm na alfafa. No manejo com lâmina d’água fixa, o turno de rega é variável. Em solos de textura média com profundidade igual ou superior a 40 cm, inicia-se a irrigação quando a diferença entre a evaporação do tanque Classe A e a precipitação pluvial (ECA - PRP) atingir valores de 20 mm a 30 mm. Na Tabela 2 há um exemplo de manejo com lâmina fixa e turno de rega variável.
 
Tabela 2. Lâmina d’água fixa e turno de rega variável (com tanque Classe A*).
 
Dia          ECAPRPECA - PRPIrrigação
(mm)Sim/Não(mm)
14,5-4,5N 
23,8-8,3N 
34,2-12,5N 
44,7-17,2N 
54,53,018,7N 
65,0-23,7S23,7 x 0,72 = 17,1
75,5-5,5**N 
85,9-11,4N 
96,1-17,5N 
106,3-23,8S23,8 x 0,72 = 17,1










* Pode-se utilizar o tanque Classe A ou o evaporímetro de Piché.
** A diferença é zerada sempre que feita a irrigação.
 
Em sistemas com turno de rega fixo, a lâmina d’água de irrigação é variável. Calcula-se a diferença (ECA - PRP) acumulada durante o turno de rega para verificar se um valor mínimo foi atingido, e a irrigação será feita se a diferença atingir valores entre 15 mm e 20 mm ao fim do turno. Se não, acumula-se a diferença por mais um turno. Na Tabela 3, há um exemplo de manejo com turno fixo e lâmina variável, utilizando-se o evaporímetro de Piché ao invés do tanque Classe A.
Tabela 03. Turno de rega fixo e lâmina d’água variável (com evaporímetro de Piché*).
 
DiaECAPRPECA - PRPIrrigação
(mm)Sim/Não(mm)
14,1- --
24,8- --
34,25,0 --
44,3- --
55,13,0 --
Acumulado (1 a 5)22,58,022,5 - 8,0 = 14,5Não-
65,0- --
74,2- --
84,1- --
93,9- --
104,1- --
Acumulado (1 a 10)21,3-14,5+21,3 - 0 = 35,8Sim35,8 x 0,72 = 25,8











* Pode-se utilizar o tanque Classe A ou o evaporímetro de Piché.
Duas considerações devem ser feitas quanto ao manejo da irrigação da alfafa:
a) Não irrigar a cultura imediatamente antes do corte ou pastejo; o umedecimento da camada superficial do solo dificulta a colheita de forragem e predispõe ao “mofo” no material colhido (no caso de corte) ou à compactação do solo (no caso de pastejo);
b) Irrigações muito frequentes prejudicam o desenvolvimento inicial da planta (diferenciação foliar) e levam ao crescimento superficial do sistema radicular. A planta deve sofrer um ligeiro déficit hídrico por 5 a 7 dias nessa fase, para forçar o desenvolvimento de um sistema radicular profundo.

Sistemas de irrigação

Na cultura da alfafa, podem ser utilizados sistemas de irrigação por superfície ou por aspersão. Apesar de ser um método simples, a irrigação por superfície implica na sistematização do terreno e é mais utilizada no cultivo de arroz irrigado (inundação) e de horticultura (sulcos). Portanto, os sistemas de irrigação por aspersão são mais comuns na cultura da alfafa.
Os sistemas de irrigação por aspersão são compostos, basicamente, por aspersores, tubos e conexões e pelo conjunto motobomba. A água é  captada pelo conjunto motobomba e chega aos aspersores através da tubulação (tubos e conexões), que pode ser de aço zincado, alumínio, PVC ou polietileno (PE).
Os sistemas de irrigação por aspersão utilizados na cultura da alfafa são: aspersão convencional, aspersão em malha, pivô central e autopropelido.
Nos sistemas de irrigação por aspersão convencional (Figura 2), geralmente são colocados vários aspersores em uma mesma “linha lateral”  (tubulação onde estão instalados os aspersores). Os sistemas de aspersão convencional são divididos em 3 tipos:
a) portátil: Todas as partes são móveis, inclusive o conjunto motobomba; são mais utilizados em cultivos itinerantes (batata, tomate e outros);
b) semiportátil: Conjunto motobomba e linha principal fixos e linhas laterais móveis;
c) fixo: Todas as partes fixas, inclusive as linhas laterais.


Figura 2. Sistema de irrigação por aspersão convencional.



Os sistemas de aspersão convencional portáteis e semiportáteis têm custo de aquisição entre R$ 3.500,00 e R$ 4.500,00 por hectare (a preços de 2014). Entretanto, apresentam custos maiores de manutenção (5% do preço de aquisição) e de operação (mão de obra + energia), devido à movimentação de tubulações e de aspersores e à maior potência da motobomba por área irrigada (3 a 8 cv/ha).
Na última década, popularizou-se o sistema de aspersão em malha, devido à sua praticidade operacional. É um sistema de aspersão fixo, cujas linhas laterais são chamadas de “malhas” e no qual só os aspersores mudam de posição. Coloca-se apenas um aspersor por malha (Figuras 3 e 4), e a água chega ao aspersor pelos dois lados da malha, o que possibilita o uso de tubos de pequeno diâmetro (geralmente 25 mm ou 32 mm).


Figura 3. Sistema de irrigação por aspersão em malha.


Foto A: Fernando Campos Mendonça
Foto B: Reinaldo de Paula Ferreira

Figura 4. Sistema de aspersão em malha: (a) alfafal recém-implantado; (b) alfafal em pleno pastejo rotacionado.

Os sistemas de aspersão em malha têm custos de aquisição entre R$4.500,00 e R$ 6.000,00 por hectare (a preços de 2014). Apresentam baixo custo de manutenção (3% do preço de aquisição) e de energia devido à ausência de movimento da tubulação e à menor potência por hectare irrigado (1 a 4 cv/ha). Entretanto, sua utilização tem caído nas propriedades rurais de produção de leite devido ao aumento do custo da mão de obra. Os aspersores são mudados de posição manualmente e no pastejo rotacionado há várias cercas. Assim, o custo e a necessidade de mão de obra são maiores que em sistemas de aspersão convencional fixa.
O sistema de aspersão convencional fixo (Figura 5) tem-se popularizado entre os produtores rurais, mesmo tendo custos maiores (R$ 6.000,00 a R$10.000,00 por hectare), devido à menor necessidade de mão de obra. Como todos os tubos e aspersores são fixos, o operador faz apenas o direcionamento da água para os setores a serem irrigados a cada dia. Geralmente, em pequenas áreas (iguais ou inferiores a 10 ha), irriga-se um setor por dia, o que possibilita ao operador fazer apenas duas operações por dia: fechamento do fluxo no setor anteriormente irrigado e abertura do fluxo para o setor a ser irrigado. Esse sistema facilita a automatização das operações e a realização da irrigação no período noturno, no qual se pode pagar menos pela energia elétrica utilizada (tarifa noturna reduzida) e alcançar maior eficiência de irrigação, devido à menor evaporação de água durante a irrigação.


Figura 5. Sistema de irrigação por aspersão convencional fixa.


O pivô central (Figura 6) é mais utilizado em áreas acima de 40 ha. É constituído por várias torres triangulares, cujo número depende do tamanho da área irrigada e que sustentam uma linha lateral aérea, onde estão os aspersores (sprays). Os sprays são de baixa pressão (10 a 14 mca) e o sistema tem motobomba com potência/área de 3 a 6 cv/ha. A linha lateral do pivô central recebe água de uma adutora subterrânea, que vai da motobomba ao centro da área irrigada (“ponto do pivô”). O pivô irriga áreas circulares e moves-se por meio de motores elétricos instalados em suas torres.
Devido a suas características, o custo de aquisição de um pivô central é inversamente proporcional à área irrigada. Por isso, é economicamente mais interessante em áreas maiores que 50 hectares, pois os custos de aquisição e instalação são divididos por uma área irrigada maior. De modo geral, os custos de instalação de um pivô giram em torno de R$ 5.000,00 a R$ 8.000,00 por hectare e seus custos de manutenção são equiparáveis aos da aspersão convencional fixa e enterrada. Entretanto, o custo operacional (energia e mão de obra) é menor, devido à relação potência/área e ao fato de um operador operar áreas de até 300 ha.
Foto: Reinaldo de Paula Ferreira

Figura 6. Pivô central irrigando alfafa.






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