Irrigação e Drenagem

Palavra do Professor

Muitas são as visões possíveis sobre o assunto irrigação, o grau de complexidade e as variáveis envolvidas tornam a discussão ainda mais imprecisas. Alguns discutem tecnicamente a irrigação como a engenharia mecânica, o caminho da água entre captação e lançamento; outros discutem a irrigação quanto a necessidade ambiental, presença ou não da água no sistema solo-planta-atmosfera; ainda podemos verificar as discussões sobre as demanda fisiológicas das plantas atendidas, as profundidades radiculares, área foliar, entre outras; poderemos verificar outros discutindo o solos e as características de formação das partículas.
Nenhuma está errada, mas não podemos negar que incompletas, pois todo o citado anteriormente está envolvido na irrigação. A complexidade envolvida no assunto passa pelo conhecimento de fisiologia, física, química, matemática, geometria, climatologia, meteorologia, tecnologia, administração, entre outros. Quando deixamos de observar uma área do conhecimento deixamos de enxergar o todo.

Introdução

História da Irrigação

A irrigação já era utilizada em grandes comunidades sociais desde os primórdios. Uma delas era a do Egito, 600 anos A.C., onde o Rio Nilo era utilizado como fonte de irrigação, quando engrossado pelas chuvas e divido ao volume, rompia seus limites, jogandd matéria orgânica e água em solos vizinhos ao rio e assim, melhorando a fertilidade do solo e produção. Na mesopotâmia, 4000 A.C. os rios Tigre e Eufrates eram utilizados para irrigação. A 3000 anos, na China, o Rio Amarelo já era utilizado como fonte de água para agricultura. Também na Índia, à 2500 A.C., a população já utilizava os rios coo fonte de irrigação. No Irã, tuneis de mais de 3000 anos conduzem água das montanhas até as planícies. Barragens de água com idade de 2000anosaindairrigamlavourasdearoznoSiriLanka. No México e na América do Sul, povos como Maias, Astecas e Incas, já possuíam sistemas de irrigação a mais de 2000 anos.

Irrigação no Mundo

São estimados 270 milhões de hectares de terras irrigadas. Este número representa, aproximadamente, 5 % das áreas disponíveis para agricultura. De acordo com a FAO, a China possui a maior área com 52 milhões de hectares. O EUA ocupam o segundo lugar com 21,4 milhões de hectares irrigados

Irrigação no Brasil

A partir de 1995 foram observados significativos investimentos na técnica de irrigação através de projetos da iniciativa privada. Em 1996, foram incluídos mais de 10.000 hectares de terras em 3.100 operações de investimentos envolvendo aproximadamente US$ 23,2 milhões, o que representa uma média de US$7.480 por ha. Sendo os investimentos distribuídos por região:

Região	% de investimentos
Norte	2,4
Nordeste	26,4
Centro Oeste	34,1
Sudeste	25,6
Sul	11,5

Água e suas relações

Interrelações

As plantas, os animais e os microrganismos que vivem em uma determinada área constituem uma comunidade biológica, estão interligados por uma complexa rede de relações funcionais que inclui o ambiente no qual existem. O conjunto dos componentes físicos, químicos e biológicos se baseiam sobretudo nas relações funcionais entre os microrganismos vivos e o meio ambiente. Há cerca de 400 milhões de anos condições favoráveis ao desenvolvimento vegetalpermitiramumenriquecimentodaatmosferacomquantidadessignificativasde água até a mistura de 20 % de O2 e H2O, entre outros.

Sentido do Fluxo da Água

No semiárido do nordeste a irrigação é uma técnica absolutamente indispensável e necessária para a prática da agricultura racional, já que as chuvas são inferiores às necessidades das plantas comerciais que se desejam instalar na área. Nas regiões Sul, Sudeste e Centro Oeste, pode se dizer que a irrigação é uma técnica complementar, já que as irrigações serão complemento de regimes de chuvas baixos em determinadas épocas do ano. Em regiões como a Amazônia, o fenômeno é o inverso, a é chuva abundante frente a escassez de água, o que se deseja é dar condições ao solo para perder água. Nestes casos a drenagem é a técnica mais apropriada para lidar com a água na agricultura. Para entender podemos seguir a figura que ilustra as três condições básicas do sentido da água.

1. Iniciando pelo caso da água descendente, onde existe mais chuva que evaporação e transpiração. Neste caso as chuvas ou águas descendentes são em maior volume do que as evaporação e transpiração local, desta forma a água tende a acumulação e existe um excedente de da oferta do recurso. Pensando no solo e na dinâmica da água com o solo podemos dizer que a água passa pelo solo no sentido descendente, para baixo, causando lixiviação dos nutrientes.
2. No segundo caso tempos o equilíbrio entre a ´agua ascendente e descendente. `e o caso de equilíbrio entre entrada e saída de ´agua do sistema, trata-se de locais onde as chuvas compensam a evaporação e a transpiração. Desta forma, os sistemas são concebidos para complementar a possível falta de ´agua em casos particulares ou em épocas conhecida da falta do recurso ´agua.
3. No terceiro caso temos água ascendente. Geralmente em regiões mais quentes e secas, onde as perdas por evaporação e transpiração superam a precipitação. Nestas os sistemas de irrigação devem ser concebidos sobre a ideia de manutenção da água presente no solo, uma vez que estão subindo e não lixiviando o solo como no primeiro caso. Desta forma, o entendimento que o fluxo de água determina o manejo do sistema e como deve ser utilizado.

Conceitos Importantes

Capacidade de Campo

Para a aplicação certa da lâmina de água é calculada para levar o solo de sua condição natural para a capacidade de campo na zona das raízes. Isso, porque o armazenamento de ´agua nessa condição ´e entendido como o limite superior de disponibilidade de ´agua `as plantas. O solo na condição de capacidade de campo encontra-se com a máxima quantidade de ´agua que se pode reter contra a ac¸˜ao da gravidade. Veimmeyer & Hendrickson (1949), por exemplo, definiram a capacidade de campo como a quantidade de água retida no solo após o excesso de água ter sido drenado, isto é, quando a taxa de movimento descendente no solo materialmente decresce, o que ocorre para solos de textura e estrutura uniformes, dentro de 2 a 3 dias após chuvas fortes ou irrigação. A dificuldade de se estabelecer com precisão a capacidade de campo de um solo reside no fato de que tal processo ´e dinâmico e considera os processos de restituição de água no solo, drenagem interna.

Evapotranspiração

É a soma da Evaporação com a Transpiração. Então temos que entender outros dois conceitos para entender direito o que é a Evapotranspiração.

• Evaporação - É a água passando do estado líquido para gasoso.
• Transpiração - É a água perdida por plantas para o meio atmosférico.

Evapotranspiração de Referência

É por definição o cálculo de evapotranspiração de uma determinada superfície extensiva, totalmente coberta com grama de tamanho uniforme, 8 a 15cm de altura e em fase de crescimento ativo, em solo com ótimas condições de umidade. Desde 1990, adotado pela FAO, uma cultura hipotética que cubra todo o solo, em crescimento ativo, sem restrição hídrica nem nutricional, com altura média de 0,12m, albedo de 0,23 e resistência do solo de 70 s.m−1.

Métodos

1. Diretos
1. Lisímetros
2. Parcelas Experimentais
3. Método do Controle de Umidade do Solo
2. Indiretos
1. Evaporímetros
1. Tanque Classe A
2. Equações
1. Método Blaney-Criddle
2. Método Hargreaves
3. Método Pennan-Monteith

Evapotranspiração Potencial da Cultura - ETpc

E a evapotranspiração da cultura quando se tem ótimas condições de umidade de campo. ETpc = ETo.Kc, onde Kc é o coeficiente da cultura.

Evapotranspiração da Cultura - ETc

E evapotranspiração da cultura sob condições normais de cultivo. Portanto, ETc ≤ ETpc. ETc = ETpc.Ks; onde Ks ´e o coeficiente que depende da umidade do solo

Cálculo de disponibilidade Total de Água

Disponibilidade Total de Água

A Disponibilidade Total de Água (DTA) é dado pela diferença entre a Capacidade de Campo (cc) e o Ponto de Murchamento (Pm); fito isto, dividido por 10; multiplicado pela Densidade Aparente do Solo. Lembrando que o a unidade de Capacidade de Campo e Ponto de Murchamento é utilizado no cálculo, em porcentagem(%)
Nesta operação, o ponto de Murchamento (Pm) pode ser alterado pela Umidade Crítica (UC). Isto, porque a Umidade crítica é uma referência anterior ao Ponto de Murchamento quando estamos pensando em perda de água. Isto quer dizer, que antes de chegarmos ao Ponto de Murchamento, necessária mente estaremos passando pela Umidade Crítica, que é o exato momento em que a planta tem oferta de água, mas esta oferta já é escassa o suficiente para provocar perdas de produtividade. Trocando em miúdos, o Ponto de Murchamento é uma situação crítica, já a Umidade Crítica não o é.

Evapotranspiração

$ET_o = Evapotranspiração.de.Referência$

$ET_c = ET_o.K_c$

$ET_{pc} = ET_c.K_s$

Contribuição das Fases do Solo

Uma questão interessante é que, quando estamos pensando em irrigação, estamos pensando na água que cairá no solo. Muitos trabalham duro para entender a fertilidade e as plantas. Acontece que quando estamos discutindo a irrigação precisamos entender a fundo o solo e a água, pois é no solo e por via dele que a água vai estar disponibilizada para a planta. Então, entender o solo e suas fases são condição sem a qual não será possível calcular a água necessária, aquela água capaz de ser retida, oferecida às plantas. Assim, através da porcentagem (%) e as relações simples entre as fases do solo e suas contribuições é que começamos o calculo de quanto precisaremos lançar de água via um sistema de irrigação seja ele qual for. Cabe ressaltar que o solo é o foco principal, seguido logicamente pela planta, mas o solo é que retem a água.
Os dados que balizam as contas, sejam eles para qual situação for, devem ser levantados nos locais onde serão aplicados as técnicas, isto, pois cada solo, matéria orgânica utilizada tem sua particularidade. Então fica uma ideia de valores médios a serem utilizados na Tabela Fases do Solo:

Fase do Solo	Material Mineral	Matéria Orgânica	Ar Atmoférico	Água $H_2O$
Densidade Média $kg.m^{-3}$	2650,00	1400,00	1,3	1000,00

Na próxima tabela a fase Matéria Orgânica está aberta em dois tipos. É como se estivéssemos quantificando dois tipos de matéria orgânica diferente. Lembrando, cada matéria orgânica tem uma densidade, portanto, dependendo do tipo de matéria orgânica e volume utilizado temos diferentes impactos sobre a densidade geral do solo.

Fases do Solos	Densidade $kg.m^{-3}$	Porcentagem %	Contribuições $kg.m^{-3}$	% de cada Fração
Mat. Orgânica I	1365,00	30,00	409,5	23,81
Mat. Orgânica II	1010,00	05,00	50,50	2,94
Mat. Mineral	1650,00	40,00	1060,00	61,63
Umidade(Água)	1000,00	20,00	200,00	11,63
Gás(Ar atm)	1,30	05,00	0,07	0,004

Umidade com Base na Massa Seca

$Umidade=\frac{m_a}{m_{ss}}$

$Umidade=\frac{(m_{ss}+água)-m_{ss}}{m_{ss}}$

$Umidade=\frac{m_u-m_{ss}}{m_{ss}}$

$Umidade=\frac{\rho_a.V_a}{\rho_p.V_s}$

$Umidade=\frac{\rho_a.\theta}{\rho_p.f_s}$

$Umidade\approx\frac{\rho_{su}-\rho_{ss}}{\rho_{ss}}$