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Questões importantes na irrigação do algodão

ALGODÃO: Mercado mundial aquecido

(Curadoria Agro insight)

Na curadoria de hoje, trouxemos um material da Embrapa Algodão sobre os aspectos importantes de serem considerados na irrigação do algodoeiro.

De acordo com estudos realizados pela Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), a agricultura irrigada tem dado uma grande contribuição à segurança alimentar e às commodities agrícolas, ocupando atualmente uma área de 17% da área cultivada e mais de 40% do volume da produção agrícola mundial. A cultura do algodoeiro, embora seja considerada uma planta resistente à seca, tem, em todo mundo, mais de 60% de sua produção realizada sob regime de irrigação, seja em virtude das altas produtividades, assim como pela segurança na produção. A cultura do algodoeiro sob regime de sequeiro no Nordeste brasileiro não tem se mostrado viável em decorrência da variação espaço-temporal do regime pluviométrico desta região, que com muita frequência provoca veranicos durante o ciclo fenológico da cultura, quando a umidade no solo não é suficiente para atender às necessidades hídricas da planta, refletindo-se em baixa produtividade e deficiente qualidade de fibra.

No Brasil, a cotonicultura irrigada pode ganhar espaço, porque é uma atividade com plena capacidade de expansão, uma vez que a área irrigada atual corresponde apenas a aproximadamente 8% da área irrigável, além de garantir a estabilidade da produção com ganhos excepcionais de produtividade e uma melhor qualidade da fibra, se comparada à agricultura de sequeiro.

A cultura do algodoeiro se adapta a praticamente todos os métodos de irrigação, ficando a escolha do método em razão de características, tais como solo, clima, topografia, disponibilidade e qualidade de água, mão de obra, etc.

Em média, a quantidade de água necessária para atender às necessidades hídricas do algodoeiro é de 500 mm a 1.300 mm, dependendo do clima e da duração do período total de crescimento. No Semiárido do Brasil, o consumo de água pelas plantas, para as cultivares desenvolvidas pela Embrapa Algodão de ciclo curto (100-120 dias) e médio (130-150 dias), varia de cerca de 450 mm a 750 mm. As necessidades hídricas da cultura variam com os estágios fenológicos, em razão da fitomassa, apresentando um mínimo no estágio inicial, após a emergência, e um máximo no período compreendido entre a floração e a frutificação; se houver déficit hídrico neste estágio de desenvolvimento, poderá ocorrer redução de produtividade de até 50%.

Um amplo suprimento hídrico pode resultar num crescimento vegetativo rápido, enquanto a insuficiência de água retardará ou deterá o crescimento; um suprimento adequado de água, em equilíbrio com os demais fatores de produção, estimula tanto o crescimento dos ramos vegetativos como o dos ramos frutíferos, resultando em elevadas produtividades. O potencial de rendimento do algodoeiro submetido a um manejo de irrigação racional é superior a 5.000 kg ha-1 de algodão em caroço.

A irrigação do algodoeiro, principalmente a mecanizada, pode, em alguns casos, triplicar a produção, quando comparada à de sequeiro, o que mostra a necessidade desta prática agrícola na exploração desta cultura. Um fator determinante na economia de trabalho, de água e de energia, em áreas irrigadas, é a determinação da época de supressão das irrigações, de forma a não comprometer o rendimento nem a qualidade da fibra do algodoeiro. Isto promove o amadurecimento fisiológico precoce das plantas e antecipa a queda das folhas, o que, no caso da colheita mecânica, pode dispensar o uso de desfolhantes.

 

Métodos de irrigação

O algodoeiro herbáceo tem sido cultivado utilizando-se vários métodos de irrigação. No Brasil, destacam-se os métodos de irrigação por aspersão em substituição ao método de irrigação por superfície (especificamente o método por sulcos), por exigir menor quantidade de água e menor demanda de mão de obra.

 

Irrigação por sulcos

O método de irrigação por sulco já foi o mais utilizado no Nordeste, exceto em solos de textura arenosa e em locais de extrema escassez de água. Quando devidamente planejado e executado, constitui-se no método ideal para os cultivos em fileiras. Sua principal vantagem é o baixo custo de implantação em relação aos demais métodos, porque utiliza a gravidade para a distribuição da água na parcela a ser irrigada, o que exige baixa potência para conduzir a água da fonte até o ponto de utilização. Na irrigação do algodoeiro por sulcos, a área de molhamento deve ser 25% a 30% da superfície total, para evitar desperdícios de água por evaporação e reduzir os custos com mão de obra e com herbicidas no controle das plantas daninhas. Maior economia de água é obtida quando se utiliza a fileira dupla, plantando-se em ambos os lados do talude do sulco, por causa da redução do número de sulcos e do perímetro molhado, haja vista que, aumentando-se o espaçamento entre as fileiras duplas, a área de molhamento é reduzida.

Os tipos de sulco mais usados são sulcos abertos, sulcos fechados, sulcos parcialmente fechados e sulcos interligados. Esta última modalidade é específica do método de irrigação por bacias em nível. O sistema de sulcos abertos é o que exige, em geral, mais mão de obra por unidade de área e experiência do irrigante, para distribuir uniformemente água nos sulcos e manter o controle da vazão durante a aplicação.

 

Irrigação por aspersão

A irrigação por aspersão caracteriza-se pela condução da água da fonte até o local de utilização por meio de tubulações sob pressão; a água é distribuída na área através de aspersores, que fracionam o jato de água, que cai ao solo sob a forma de chuva. Entre os métodos de irrigação por aspersão, os mais usados são os sistemas de aspersão convencional, e o pivô central, este último, no âmbito de médios e grandes produtores.

O sistema de aspersão convencional mais usado no Brasil para irrigar o algodoeiro é o sistema semiportátil, em que a linha principal é fixa e as laterais são móveis. Em relação aos demais sistemas por aspersão (fixo, canhão hidráulico, autopropelido e pivô central), este sistema requer menor investimento de capital; contudo, exige mais mão de obra, por causa da maior necessidade de mudanças nas tubulações laterais. Dependendo do comprimento da linha lateral, a sua movimentação de uma posição a outra requer um tempo de mudança, que varia de 20 a 60 minutos. Para minimizar o seu custo, o sistema deve ser projetado para uma jornada de trabalho entre 18 e 24 horas por dia, porque o funcionamento contínuo do sistema reverte em menor custo por unidade de área. O tempo de funcionamento da lateral por posição é determinado em razão da lâmina a ser aplicada em cada evento de irrigação e da intensidade de precipitação dos aspersores.

A aspersão via pivô central no cultivo do algodoeiro no Brasil é mais usada por grandes produtores que visam a uma maior eficiência no uso da propriedade, com redução de mão de obra e automação do sistema. Recomenda-se a instalação do equipamento sobre a fonte de água, no caso de poço, para melhor eficiência de recalque e economia de potência. Existem áreas no Nordeste em que a instalação é distante da fonte, o que torna o sistema mais oneroso. O comprimento do raio do pivô pode variar de 200 mm a 800 mm.

Irrigação por gotejamento

Neste sistema de irrigação, a água é conduzida sob pressão por tubos, até ser aplicada ao solo através de emissores diretamente sobre a zona do sistema radicular. A água é aplicada com pequena intensidade que varia de 1 L h-1 a 4 L h-1 e com uma alta frequência de irrigação que, de maneira geral, varia de 1 a 4 dias. Deste modo, há manutenção de um bulbo molhado na zona do sistema radicular, mantendo o conteúdo de umidade no solo próximo à capacidade de campo. Considerando–se as características do sistema, este método possibilita a aplicação de água e de adubos, via água de irrigação, com elevada eficiência. Também favorece o controle fitossanitário – uma vez que não se aplica água sobre a copa das plantas, o que acarreta pouca umidade no ambiente e o das ervas daninhas, pois deixa parte da superfície do solo seca, o que diminui a sua incidência em virtude da pouca umidade disponível. No entanto, este sistema, por ser fixo, tem elevado custo de implantação e, para minimizá-lo, recomenda–se que o plantio do algodoeiro seja configurado em fileiras duplas, de modo que cada linha de gotejadores atenda a duas fileiras da cultura, reduzindo o custo hidráulico do sistema.

Necessidades hídricas

As necessidades hídricas do algodoeiro variam com os estágios fenológicos, em razão do desenvolvimento da sua fitomassa, apresentando um mínimo no estágio inicial, após a emergência, e um máximo no estágio de floração. A eficiência global do uso de água, para o rendimento de algodão em caroço, cujo teor de umidade seja em torno de 10%, varia de 0,4 kg m-3 a 0,6 kg m-3. No Semiárido brasileiro, para as cultivares de ciclo médio, a eficiência do uso de água situa-se entre 0,47 kg m-3 e 0,66 kg m-3.

Embora o algodoeiro necessite de níveis de umidade no solo mais altos no período entre a floração e a formação das maçãs e no período de frutificação, por etapas, as plantas podem suportar curtos períodos de deficiência hídrica sem apresentar reduções significativas no rendimento. Existe uma correlação positiva entre a altura das plantas nas primeiras folhas e a produção final do algodoeiro, sugerindo que se deve submeter a cultura a um estresse hídrico mínimo antes do florescimento. O excesso de água e de nutrientes, associado a temperaturas elevadas, proporciona aumento da formação de ramos vegetativos e redução da formação de ramos frutíferos e, consequentemente, de flores e frutos.

Para as irrigações de campos de produção, utilizam-se com muito maior frequência fórmulas empíricas para o cálculo da Evapotranspiração da Cultura (ETc), que é dado pelo produto da Evapotranspiração de Referência (ETo), pelo Coeficiente de Cultivo (Kc).

Para o cálculo da ETo, pode ser utilizado o método de Penman-Monteith, considerado o método padrão recomendado pela FAO ou outra fórmula empírica. Para utilização destas fórmulas é necessária a coleta de dados micrometeorológicos, que podem ser obtidos com a instalação de estações meteorológicas automáticas em campo, com a coleta de dados coletados nas estações meteorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet), ou ainda a partir da utilização de dados históricos publicados pelos vários centros de pesquisa. A escolha do método está muito relacionada à precisão desejada, assim como à disponibilidade de dados existentes, uma vez que a precisão de cada fórmula está muito relacionada à quantidade de parâmetros meteorológicos envolvidos. A partir dos dados coletados nas estações automáticas do Inmet. Disponível em: http://www.cnpa.embrapa.br/destaques/2010/planilha_calculo_eto.html, uma planilha eletrônica que permite o cálculo da Eto, utilizando o método de Penman-Monteith.

Para as irrigações de campos de produção, utilizam-se com muito maior frequência fórmulas empíricas para o cálculo da Evapotranspiração da Cultura (ETc), que é dado pelo produto da Evapotranspiração de Referência (ETo), pelo Coeficiente de Cultivo (Kc).

Para o cálculo da ETo, pode ser utilizado o método de Penman-Monteith, considerado o método padrão recomendado pela FAO ou outra fórmula empírica. Para utilização destas fórmulas é necessária a coleta de dados micrometeorológicos, que podem ser obtidos com a instalação de estações meteorológicas automáticas em campo, com a coleta de dados coletados nas estações meteorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet), ou ainda a partir da utilização de dados históricos publicados pelos vários centros de pesquisa.

O Coeficiente de Cultivo (Kc) é um parâmetro passível de ajustes; está relacionado à demanda hídrica, ao tipo e à idade fenológica da cultura e às características climáticas do local.

Conforme o critério estabelecido acima, a duração dos ciclos fenológicos para as cultivares já pesquisadas é observada na Tabela 1.

Tabela 1. Ciclo fenológico do algodoeiro em suas diversas fases de desenvolvimento.

Cultivares

Duração da Fase Fenológica (dias)

Fase I Fase II Fase III

Fase IV

BRS 200 – Marrom

15

39 31

20

BRS 187 – 8H

16

29 39

24

BRS 286

16

31 39

17

Fontes: (BEZERRA et al. , 2010, 2012); (PEREIRA et al. , 2012)

Do mesmo modo, foram estabelecidos os valores de Kcini, Kcmed e Kcfin para as etapas inicial, média e final, respectivamente, para as mesmas cultivares já pesquisadas (Tabela 2).

Tabela 2. Valores de coeficientes de cultivo (Kc) para as fases inicial, média e final, para algumas cultivares de algodoeiro

Cultivares

Fase Fenológica

Inicial

Média

Final

BRS 200 – Marrom

0,70

1,01

0,99

BRS 187 – 8H

0,75

1,09

0,80

BRS 286

1,00

1,05

1,03

Fontes: (BEZERRA et al. , 2010, 2012); (PEREIRA et al. , 2012).

A partir da duração das fases fenológicas e dos coeficientes nas fases inicial, média e final, constrói-se a curva de coeficiente de cultivo (Figura 1), permitindo, assim, a obtenção da evapotranspiração da cultura.

Figura 1. Curva de coeficiente de cultivo (Kc) para o algodoeiro BRS 187 – 8H

 

A água total disponível no solo é a lâmina de água em milímetro por metro de profundidade de solo, correspondente à diferença entre os teores de água no solo na capacidade de campo e no ponto de murcha, variando com a textura do solo.

Como indicação geral para diferentes texturas de solo, os valores da água total disponível (mm/m) podem ser os seguintes:

  • Solo de textura pesada 200 mm m-1.
  • Solo de textura média 140 mm m-1.
  • Solo de textura grossa 60 mm m-1.

Manejo de irrigação

Sendo a agricultura a atividade que mais consome água no planeta – cerca de 70% da água doce da Terra – os usuários deste recurso devem conscientizar-se de que ele é finito e que deve ser usado racionalmente.

A aplicação excessiva de água por meio da irrigação, além de ocasionar seu desperdício, provoca lixiviação dos elementos minerais que atingem as fontes de água, causando contaminação, redução ou mesmo impedimento da difusão do oxigênio no solo, o que provoca efeitos negativos na cultura   em decorrência da redução dos processos metabólicos por causa da maior dificuldade no processo respiratório da cultura -, acarretando efeitos negativos no crescimento e desenvolvimento das plantas, com reflexo negativo na produção e na qualidade do produto.

A competitividade no mercado atual tem provocado a busca de melhoria do padrão de qualidade dos produtos, visando atender às exigências dos mercados interno e externo. Para a obtenção da máxima resposta da cultura com relação à produtividade e à conservação do meio ambiente, é necessário o conhecimento das relações do sistema água–solo–planta–atmosfera, que possibilite a cultura externar o seu potencial genético de produtividade; o que torna extremamente importante a identificação do momento oportuno da irrigação (quando irrigar) e a quantificação da água (quanto irrigar) a ser aplicada, proporcionando condições para que as plantas não sofram, quer por déficit quer por excesso hídrico.

Quando irrigar

As irrigações devem ser efetuadas em razão da capacidade de armazenamento de água no solo, antes que a deficiência hídrica acarrete decréscimo nas atividades fisiológicas das plantas, afetando o desenvolvimento e a produtividade.

Os métodos mais utilizados para definir “quando” irrigar são:

  • Tensão de água no solo – A irrigação feita a partir deste parâmetro exige a determinação da tensão com que a água está retida no solo, para que possa ser efetuada antes que a cultura comece a ser afetada pelo déficit de água. A determinação desta tensão é realizada com a utilização de um equipamento denominado tensiômetro, cuja finalidade é quantificar a tensão com que a água está retida no solo. É um método relativamente simples; a irrigação é efetuada no momento em que a tensão atingir um valor máximo que não prejudique o desempenho da cultura. As tensões de água no solo aceitáveis para o manejo da irrigação dependem do tipo de solo e da cultura. Para o algodão, na profundidade de 30 cm, o intervalo de tensão indicado para a definição do momento de realizar-se a irrigação sem comprometer o rendimento da cultura, permitindo economia de água e de energia varia de zero a 70,9 kPa.
  • Turno de rega calculado – A determinação de “quando” irrigar, baseada no turno de rega, constitui-se num método pouco preciso no controle da irrigação. Baseia-se na máxima demanda da cultura para o dimensionamento do projeto de irrigação. Como o consumo da cultura varia em razão do crescimento e do desenvolvimento, esta metodologia acarreta erros na determinação desse parâmetro. Contudo, ainda é muito utilizada quando não se dispõem de dados ou de equipamentos que permitam uma definição mais precisa do momento de efetuar a irrigação.
  • Reflectometria com domínio de tempo (TDR) – Este equipamento permite a leitura direta do conteúdo de umidade do solo, definindo a necessidade de água para as plantas e monitorando a distribuição e a absorção de água pela cultura. Neste caso, a partir da determinação do nível de esgotamento de água suportado pela cultura, efetua-se o monitoramento do conteúdo de umidade do solo, para definir o momento de se irrigar. Para o algodoeiro, é aceitável que o nível de esgotamento de umidade no solo atinja os 65% da água disponível. Indiretamente, este equipamento permite também a leitura da tensão da água no solo e, consequentemente, a determinação do momento de se efetuar a irrigação por meio deste parâmetro. É um aparelho de alta precisão (margem de erro de 1% a 2%) e não precisa de calibração, pois as principais constantes físicas do solo não afetam suas leituras.
  • Moderação de nêutrons – Esta metodologia baseia-se na determinação do conteúdo de umidade do solo por meio da emissão de nêutrons a partir de uma fonte de material radioativo colocado no solo, na profundidade em que se deseja determinar a umidade, que, ao colidir com as partículas de água do solo, provocam o seu retorno à fonte, permitindo a contagem das mesmas. A partir desta contagem e com a utilização de uma curva de calibração, é possível determinar o conteúdo de umidade do solo ou a tensão com que a água está retida nas suas partículas.
  • Eletrométricos – Utilizam a medição da resistência elétrica entre dois eletrodos em diversos instrumentos, como o método de Bouyoucos e o método de Colman, que utilizam blocos de gesso ou placas de fibra de vidro, respectivamente. A principal desvantagem da utilização deste método no Semiárido é a presença, com bastante frequência, de sais solúveis no solo, que interferem na leitura dos equipamentos, alterando os dados obtidos.

Para as irrigações aplicadas ao algodoeiro, na região Nordeste   já que esta prática agrícola é utilizada na época seca , recomenda-se aplicar uma irrigação antes do plantio, de maneira que os primeiros 60 cm de solo   zona em que o sistema radicular efetivo do algodoeiro é normalmente encontrado   sejam umedecidos para possibilitar germinação uniforme e bom desenvolvimento radicular. As demais irrigações devem ser calculadas em razão da camada de solo de 0 cm a 60 cm. Trabalhos têm demonstrado que a cultura do algodoeiro é bastante sensível ao déficit de umidade durante a fase de floração/frutificação da cultura. É recomendável suspender a irrigação do algodoeiro em torno dos 90-100 dias após a emergência, quando a cultura já atingiu a fase de maturação, para evitar atraso na abertura das maçãs e desperdício de água. Para a cultivar BRS 201, o corte na irrigação 50 dias após o início da floração proporcionou o melhor rendimento: 5.151 kg.ha-1. O critério utilizado para determinar a data da suspensão da irrigação deverá basear-se na completa formação de, pelo menos, 80% das maçãs.

Quanto irrigar

O “quanto” irrigar é definido com base na capacidade de armazenamento do solo e no consumo de água pelas plantas.

A capacidade de armazenamento de água no solo é função do tipo de solo, e para sua determinação é necessária a obtenção das constantes físicas do solo, de modo a quantificar sua capacidade de armazenamento.

O consumo de água pela cultura é função da evapotranspiração da cultura e pode ser estimado com base na evaporação medida no tanque classe “A”, calculado a partir de equações empíricas   como as de Penman & Monteith, Hargreaves, Benavides & López, dentre outras; por meio do balanço de energia, utilizando a Razão de Bowen, ou ainda por meio de técnicas de sensoriamento remoto, utilizando dados radiométricos de sensor orbital que disponha de medidas nas faixas do visível e do infravermelho próximo, além da banda termal.

BIBLIOGRAFIA E LINKS RELACIONADOS

BEZERRA, J.R.C.; PEREIRA, J.R.; ZONTA, J.H.; M.J. S. LUZ. Irrigação. In: Cultivo do Algodão Irrigado.

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