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7/31/2019 irrigao embrapa
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10ISSN 1517-1981
Outubro 2000
ISSN 1981-2078
Dezembro, 2007
Dimensionamento de sistemas de irrigao para
pastagens em propriedades de agricultura familiar
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7/31/2019 irrigao embrapa
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Boletim de Pesquisae Desenvolvimento 10
Dimensionamento de sistemas
de irrigao para pastagens
em propriedades de
agricultura familiar
So Carlos, SP
2007
ISSN 1981-2078
Dezembro, 2007
Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuriaEmbrapa Pecuria SudesteMinistrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento
Fernando Campos MendonaArtur Chinelato de CamargoAdalberte StivariCludio Reis Costa LimaFernando Calil Ferreira
Lena AkinagaLetcia Barbour CotiLetcia Rodrigues GonalvesPrimo Quinaglia Neto
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Embrapa Pecuria Sudeste
Rod. Washington Luiz, km 234
Caixa Postal 339 - 13560-970 - So Carlos, SPFone: (16) 3361-5611Fax: (16) 3361-5754
Home page: www.cppse.embrapa.brE-mail: [email protected]
Comit de Publicaes da Unidade
Presidente: Alberto C. de Campos BernardiSecretrio-Executivo: Edison Beno PottMembros: Carlos Eduardo da Silva Santos, Maria Cristina C. Brito,
Odo Primavesi, Snia Borges de Alencar
Revisor de texto: Edison Beno PottNormalizao bibliogrfica: Snia Borges de AlencarFigura da capa: Fernando Campos Mendona
Editorao eletrnica: Maria Cristina Campanelli Brito
1a edio on-line (2007)
Todos os direitos reservados.A reproduo no-autorizada desta publicao, no todo ou em parte,
constitui violao dos direitos autorais (Lei no 9.610).
Dados Internacionais de Catalogao na Publicao - CIP
Embrapa Pecuria Sudeste
Fernando de Campos MendonaDimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em
propriedades de agricultura familiar [Recurso eletrnico] / Fernando CamposMendona [et al.] Dados eletrnicos So Carlos: Embrapa PecuriaSudeste, 2007.
Modo de acesso:
Ttulo da pgina na Web (acesso em 21 de dezembro de 2007).56 p. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento / Embrapa Pecuria
Sudeste, 10).
ISSN: 1981-2078
1. Dimensionamento - Sistema de irrigao - pastagem - Agriculturafamiliar I. Mendona. F.C. II. Camargo, A.C. de. III. Stivari, A. IV. Lima,C.R. C. V. Ferreira, F.C. VI. Akinaga, L. VII. Coti, L.B. VIII. Gonalves, L.R.IX. Neto, P.Q. X.Ttulo. XII. Srie.
CDD 631.7 Embrapa 2007
http://www.cppse.embrapa.br/servicos/publicacaogratuita/boletim-de-pesquisa-desenvolvimento/boletimp-d-10.pdf/view
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Sumrio
Resumo ..............................................................................................5
Abstract .............................................................................................7
Introduo .........................................................................................9
Material e Mtodos ..................................................... 30
Resultados e Discusso .............................................................. 35
Concluses ..................................................................................... 53
Agradecimentos ........................................................................... 54
Referncias Bibliogrficas ......................................................... 54
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Dimensionamento desistemas de irrigao para
pastagens em propriedadesde agricultura familiar
Fernando Campos Mendona1
Artur Chinelato de Camargo1
Adalberto Stivari2
Cludio Reis Costa Lima3
Fernando Calil Ferreira4
Lena Akinaga5
Letcia Barbour Coti6
Letcia Rodrigues Gonalves7
Primo Quinaglia Neto8
1 Pesquisadores, Drs., Embrapa Pecuria Sudeste, Rod. Washington Luiz, km 234, 13560-970, So Carlos, SP. Endereoeletrnico: , .
2 Eng. Agr., Coordenadoria de Assistncia Tcnica Integral CATI, Escritrio de Desenvolvimento Regional de Dracena.Endereo eletrnico:
3 Eng. Agr., Escola Superior de Agricultura de Lavras-MG. Endereo eletrnico: 4 Md. Vet., Coordenadoria de Assistncia Tcnica Integral (CATI), Casa da Agricultura de Magda, SP
Endereo eletrnico:
Resumo
Este trabalho teve por objetivo apresentar um panorama atual e o potencial
de reduo dos custos de irrigao de pastagens em propriedades de
agricultura familiar nos Estados do Paran e de So Paulo. O trabalho foi feito
em conjunto, pela Embrapa Pecuria Sudeste, pela Cooperativa Central
Agroindustrial Ltda. (Confepar), no Estado do Paran, e pela Coordenadoria
de Assistncia Tcnica Integral (CATI), no Estado de So Paulo. Os dados
utilizados foram coletados em propriedades agrcolas familiares produtoras
de leite, que participam do Projeto Balde Cheio em diversas regies dos
Estados de So Paulo e do Paran. Foram coletados os seguintes dados: rea
5
Zootecnista daRuralcon Assessoria Agropecuria Ltda. Endereo eletrnico: 6 Md. Vet., CATI - Casa da Agricultura de Iacanga - EDR Bauru/SP. Endereo eletrnico: 7 Md. Vet., Prefeitura Municipal de Birigui, So Paulo, SP. Endereo eletrnico: 8 Eng. Agr., CONFEPAR Agro-Industrial Cooperativa Central. Endereo eletrnico:
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da propriedade, rea irrigada, culturas forrageiras irrigadas e caractersticasdos sistemas de irrigao. O levantamento inicial direcionou o treinamento de
extensionistas da Confepar e da CATI, para dimensionamento de novos
sistemas de irrigao e, se necessrio, redimensionamento de sistemas
preexistentes. Para ilustrar os resultados com o redimensionamento, foram
escolhidos trs casos dentre os sistemas modificados pelos extensionistas
das instituies participantes, avaliando-se os seguintes parmetros: custo
de aquisio e de implantao de equipamentos, custo de manuteno ecusto operacional (energia e mo-de-obra). Os resultados obtidos mostram
grande potencial de reduo de custos de irrigao, devido inadequao de
muitos dos sistemas de irrigao s necessidades dos produtores rurais.
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Design of irrigation systemsfor pastures in small farms
Abstract
This work aimed to show a present overview and the potential for
cost reduction on pasture irrigation on small dairy farms in the States of
Parana and Sao Paulo. It was carried out by staff of three institutions:
Embrapa Southeast Cattle Research Center, Central Agriculture-Industrial
Cooperative Ltd. (Confepar, State of Parana), and Coordination for Integral
Technical Assistance (CATI, State of Sao Paulo). The data used in the work
were collected on family-owned dairy farms that participate in the FullBucket Project, in various regions of the Parana and Sao Paulo States. The
following data were collected: farm area, irrigated area, forage crops
irrigated, and irrigation system characteristics. Together with the initial
survey, a training program for the staff of Confepar and CATI was
performed, in order to qualify extensionists for designing and redesigning
irrigation systems, when necessary. Three case studies were chosen, among
the systems modified by staff of the participating institutions, in order to
illustrate the results obtained, starting from the modifications proposed anddone, evaluating the following parameters: costs of equipment acquisition
and installation, maintenance costs, and operational costs (energy and
labor). The results obtained indicate a great potential for reducing irrigation
costs, due to inadequate state from many of the systems, in relation to the
farmers needs.
Key words: small holders farming, pasture irrigation, irrigation systems,
redesign.
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8 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
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9Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Introduo
A intensificao da produo animal tem sido um bom
caminho para o incremento da renda de propriedades rurais. Em
conseqncia do bom momento por que passam alguns
produtos agrcolas, tais como o acar, o lcool, o suco de
laranja e o caf, houve aumento do custo de oportunidade
(renda que se pode obter com alternativas de uso da terra) da
produo animal. As perspectivas mostram que, num horizonte
de 20 a 30 anos, no haver espao para a produo animal
extensiva e com baixo uso de tecnologia no Brasil, pois existem
alternativas de uso da terra mais interessantes.
Os pecuaristas que se prepararem tero maior chance de
sucesso em sua atividade. Muitos vm utilizando diversas
tcnicas de intensificao, tais como moderna administrao
rural, melhorias na gentica e na sanidade do rebanho, correo
da fertilidade do solo e adubao e irrigao de pastagens.
Na maior parte do Pas, a distribuio anual de chuvas
irregular, com uma poca mida de cerca de seis meses e uma
poca seca de igual durao. Mesmo nas regies com melhordistribuio de chuvas, h ocorrncia de perodos de estiagem,
denominados veranicos, que podem reduzir significativamente
a produo vegetal numa poca em que a falta de gua reduz a
capacidade das plantas forrageiras para aproveitar a grande
disponibilidade de luz e de temperatura adequada.
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10 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Camargo et al. (2006) observaram que uma das maiores
reclamaes do setor leiteiro provavelmente seja o fato de os
produtores rurais no aplicarem as tcnicas e os avanos estudados ealcanados nos institutos de ensino e de pesquisa, o que dificulta a
evoluo da atividade leiteira. Tal afirmativa se encaixa perfeitamente
no que se refere irrigao de pastagens, que deve ser aplicada em
reas onde j se utilizam outros avanos tecnolgicos (gentica,
sanidade animal, inseminao artificial, adubao, etc.), de modo a
superar a limitao de disponibilidade de gua e aumentar a
capacidade de produo de forragem e a taxa de lotao animal.
H diversos tipos de equipamentos de irrigao que podem ser
utilizados em pastagens. Como muitos extensionistas e proprietrios
rurais envolvidos na produo animal possuem baixo grau de
conhecimento sobre irrigao, podem confundir-se e ter grande
dificuldade para escolher o sistema mais adequado a utilizar.
Muitos produtores tm baseado a escolha do sistema de
irrigao apenas no preo do equipamento, o que pode ser um erro e
trazer srios prejuzos ao invs de melhorar o sistema de produo. Em
relao a essas ocorrncias, observa-se que alguns fatores pouco
divulgados podem ser fundamentais na deciso, tais como o custo
de operao (mo-de-obra e energia) dos sistemas de irrigao e o
tipo de manejo de gua.
Portanto, necessrio aprofundar o conhecimento sobre a
irrigao de pastagens, para obter melhores resultados com
custos aceitveis, de modo a aumentar a rentabilidade das
atividades de produo animal.
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11Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Estacionalidade de produo de forragem
Os fatores mais influentes e mais limitantes aodesenvolvimento das forrageiras referem-se ao solo e ao clima.
Ao contrrio dos fatores do solo, no se pode modificar a
maioria dos fatores climticos e os sistemas de produo devem
ser adaptados a eles (Barioni et al., 2003).
A variao sazonal do crescimento das plantas
forrageiras uma caracterstica quase universal. Poucos so oslugares do mundo onde as condies climticas permitem
elevado crescimento das plantas durante todo o ano (Andrade,
2000).
Os principais fatores envolvidos na variao da
produtividade das forrageiras tropicais so as caractersticas
fisiolgicas da planta e os fatores climticos, tais como aumidade relativa do ar, a temperatura, a radiao solar, o
fotoperodo, o vento, a nebulosidade, a temperatura do ar, a
precipitao e a disponibilidade hdrica (Andrade, 2000;
Medeiros et al., 2002). Dentre esses fatores, os de maior
relevncia so a precipitao, a temperatura e a radiao solar;
a ordem de importncia desses fatores varia de um local para
outro e entre as estaes do ano.
Se a planta forrageira no se desenvolve devido a
limitaes de temperatura ou de fotoperodo, a irrigao no
surtir efeito. Todavia, se a limitao a disponibilidade de
gua, a irrigao aumentar substancialmente a produtividade.
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12 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
A maioria das pastagens brasileiras est implantada em
regies cujos fatores climticos causam estacionalidade de
produo nas forrageiras, o que tem sido apontado como um dosprincipais elementos responsveis pelos baixos ndices de
produtividade da pecuria nacional (Rolim, 1994).
Diversos trabalhos de pesquisa mostraram que a
estacionalidade de produo provocada por sinergia entre trs
fatores principais: temperatura, luminosidade e disponibilidade
hdrica. A disponibilidade hdrica importante, porm no o
principal fator limitante da produo de forragem durante o perodo
de inverno na regio Centro-Sul do Brasil, e sim os outros dois fatores.
MacDowell (1972) citado por Rolim (1994) observou que a
temperatura e a deficincia hdrica so os principais fatores limitantes
da produo de forragens nos trpicos e nos subtrpicos (latitudes
entre 30S e 30N). O autor estimou as percentagens de reas
afetadas individualmente por esses fatores, ou pela associao
de ambos, em relao rea total das regies tropicais e das
subtropicais (Tabela 1).
Tabela 1 Influncia dos principais fatores de limitao docrescimento de plantas (temperatura do ar edeficincia hdrica) em regies tropicais esubtropicais (30 N a 30S).
Fonte: MacDowell (1972) citado por Rolim (1994).
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13Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Observa-se que a deficincia hdrica tem efeito limitante
sobre 55% da rea, o que mostra o grande potencial que a
suplementao hdrica pode ter sobre a produo vegetal.Nas regies Sudeste e Centro-Oeste, os sistemas de
produo de leite baseados em pastagens tropicais e subtropicais
sofrem restrio de oferta de forragem na poca seca do ano,
mesmo quando os pastos so irrigados. Os pastos produzem
menos devido s temperaturas mais baixas e menor
luminosidade (Oliveira et al., 2005). Portanto, a irrigao noresolve todo o problema da estacionalidade. Porm, a irrigao
colabora para encurtar o perodo de estacionalidade. Rassini
(2004) realizou um estudo sobre a produo das seis espcies
forrageiras mais utilizadas em pastagens no Brasil e concluiu que o
uso de irrigao reduziu o perodo de estacionalidade de 150 dias
para 65 a 70 dias, dependendo da espcie considerada.
Produo de forragem em pastejo rotacionado sob irrigao
A irrigao de pastagens utilizada h muito tempo em
outros pases, tais como Austrlia, Nova Zelndia, Estados
Unidos, frica do Sul, Cuba, Colmbia, Venezuela e Argentina.Produtores australianos j utilizavam a irrigao de pastagens
desde 1900. Em todos esses pases, o uso da irrigao teve o
objetivo primrio de solucionar o problema de estacionalidade
de produo das pastagens, provocado pelo dficit hdrico
associado a outros fatores climticos, tais como a temperatura
e a luminosidade (Drumond & Aguiar, 2005).
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14 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Os primeiros dados sobre a irrigao de pastagens no
Brasil foram produzidos na dcada de 1960 e foram
desanimadores com relao ao objetivo de eliminao daestacionalidade de produo. Rolim (1994) apresentou um
trabalho de reviso sobre a estacionalidade de produo de
forrageiras e afirmou que o resultado obtido em pesquisas feitas
entre 1966 e 1978 mostrou aumentos de produo entre 20% e
70% nas reas irrigadas e durante a estao seca (outono
inverno) na regio do Brasil Central. Esse autor afirmou que os
pesquisadores concluram que esses aumentos no foram
suficientes para eliminar o problema da estacionalidade de
produo.
Ghelfi Filho (1972) realizou experimento com
Pennisetum purpureum (Schum), em Piracicaba, SP, em que
comparou a produo de matria seca (MS) em parcelas
irrigadas e de sequeiro. O autor obteve resultados de 19 t.ha-1
de MS na primaveravero e de 6 t.ha-1 no outonoinverno.
Andrade et al. (2005) realizaram dois experimentos com
capim-napier (Pennisetum purpureum cv. Napier), com e sem
irrigao, no inverno, em Viosa, MG, para estudar a influncia
da irrigao, do intervalo de cortes e da adubao com N e K
sobre o desenvolvimento da forrageira. A forrageira foi
submetida a quatro tratamentos de adubao de N + K (100 +
80 kg.ha-1 de N + K2O; 200 + 160 kg.ha-1 de N + K
2O; 300 +
240 kg.ha-1 de N + K2O; e 400 + 320 kg.ha-1 de N + K
2O,
respectivamente) e a cinco perodos de rebrota (2, 8, 15, 45 e123 dias). Os autores mediram a interceptao de luz, a taxa de
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15Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
crescimento relativo, a taxa de assimilao lquida, o ndice de
rea foliar e a razo de rea foliar, e concluram que a nica
varivel que apresentou efeito significativo dos tratamentos foio ndice de rea foliar. Na rea irrigada, esse ndice aumentou
de 0,28 para 8,27 (mdia dos quatro tratamentos de adubao)
do menor para o maior perodo de rebrota. Na rea no irrigada
tambm ocorreu aumento no ndice de rea foliar, embora de
menor magnitude, passando de 0,16 para 7,76 do menor para o
maior perodo de rebrota.
Lopes et al. (2003) avaliaram os efeitos da irrigao
sobre a disponibilidade de matria seca em pastagens de capim-
napier, em experimento de dois anos de durao realizado em
Viosa, MG. A irrigao no causou diferena significativa na
disponibilidade de matria seca do capim nos dois perodos de
seca (inverno) abrangidos pelo experimento, mas os resultados
acumulados em cada ano agrcola (inverno + vero) mostraram
que a disponibilidade de forragem foi sempre maior nos
tratamentos irrigados. Quando as temperaturas baixas no
limitaram o crescimento, a irrigao manteve a umidade do solo
em nveis adequados, eliminando o efeito dos veranicos. Os
autores concluram que a irrigao feita de forma eficiente e
criteriosa possibilita aumentar a produo animal no pasto,
principalmente no vero.
Rassini (2004) realizou estudo de dois anos na Embrapa
Pecuria Sudeste, em So Carlos, SP, no qual verificou que a
produo de seis espcies forrageiras aumentou com o uso deirrigao (Tabela 2). Apesar de ainda haver estacionalidade de
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16 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
produo, nota-se que a relao entre a produo de
entressafra (outonoinverno) e de safra (primaveravero)
aumentou em todas as forrageiras, no tratamento irrigado,mostrando o efeito positivo na disponibilidade de forragem no
perodo mais crtico.
Tabela 2 Produo de matria seca (MS, em t.ha-1) de seisespcies forrageiras, com e sem irrigao, no
municpio de So Carlos, SP.
Mdias seguidas pela mesma letra minscula ou pela mesma letra maiscula (nas
linhas e na mdia geral, respectivamente) no diferem entre si pelo teste de Tukey
a 5% de probabilidade.
Fonte: Rassini (2004).
O uso de espcies forrageiras de inverno em
sobressemeadura uma alternativa para aumentar a oferta de
forragem no perodo de estacionalidade das forrageiras
tropicais. Oliveira et al. (2005) afirmaram que a reduo da
capacidade de suporte das pastagens durante o outono
inverno leva necessidade de fornecer aos animais alimentos
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17Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
volumosos conservados (silagem ou feno) ou cana-de-acar in
natura, o que resulta em maior custo de produo (maquinaria,
armazenamento e mo-de-obra). Entretanto, essa situao podeser parcialmente revertida quando h possibilidade de irrigao,
utilizando-se a sobressemeadura de aveia nas pastagens.
A sobressemeadura o plantio de uma ou mais espcies
forrageiras de inverno (aveia, azevm, etc.) em uma rea de
pastagem formada por uma espcie tropical. O plantio feito
no fim da estao chuvosa, geralmente entre abril e maio na
regies Centro-Oeste e Sudeste do Brasil.
Rodrigues et al. (2006) realizaram um estudo com
sobressemeadura de aveia em pastagem de capim-tanznia,
para substituio da silagem de milho na alimentao de vacas
leiteiras de alta produo (38 39 L por vaca por dia), por um
perodo de trs meses (jul.set./2006), em So Carlos, SP. No
houve alterao significativa na produo ou na qualidade do
leite. A pastagem consorciada (capim-tanznia e aveia) foi
responsvel por 19,4% do consumo dirio de alimentos pelas
vacas, a aveia foi responsvel por 63,8% da produo de
forragem e houve reduo de 4,8% no custo de alimentao
dos animais no perodo de estudo.
Oliveira et al. (2005) afirmaram que a necessidade de
fornecimento de alimento concentrado aos animais menor
quando eles se alimentam da pastagem sobressemeada, em
comparao com a pastagem tropical solteira, devido melhor
qualidade da pastagem em que foram sobressemeadas espciesforrageiras de inverno. Alm disso, os autores observaram que
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18 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
h aumento da lotao animal nessas pastagens. Um trabalho
desenvolvido pela Embrapa Pecuria Sudeste em fazendas
produtoras de leite de mais de 30 municpios dos Estados deSo Paulo e de Minas Gerais mostrou que a lotao animal
passou de 2,5 a 3,5 unidades animais por hectare (UA.ha-1), em
pastagem solteira, para 4 a 6 UA.ha-1 em pastagem onde houve
a sobressemeadura (1 UA = 450 kg de peso vivo animal).
Para ser bem sucedida, a sobressemeadura de espcies
forrageiras de inverno em pastagens de forrageiras tropicais
deve ser conduzida com o uso de irrigao, pois h deficincia
hdrica acentuada no perodo de inverno nas regies Centro-
Oeste e Sudeste do Brasil. Oliveira et al. (2005) afirmaram que a
aveia persiste nos pastos at outubro ou novembro, o que
possibilita a realizao de quatro a seis ciclos anuais de pastejo
nas reas onde essas espcies foram sobressemeadas. Aps
esse perodo, encerra-se o ciclo da aveia e o capim tropical volta
a dominar a pastagem.
A principal vantagem dessa tcnica a reduo de
custos devida menor necessidade de suplementao alimentar
com concentrados, alm da reduo do uso de alimentos
volumosos (silagem e cana). Por manter a pastagem irrigada
durante todo o inverno, a sobressemeadura apresenta a
vantagem adicional de possibilitar recuperao mais rpida da
capacidade produtiva da forrageira tropical, aps o perodo de
estacionalidade provocado por temperaturas baixas.
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19Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Sistemas de irrigao para pastagens
No h mtodo de irrigao melhor do que outro quanto
produo de determinada cultura, porm h mtodos que se adaptammelhor s condies locais de solo, de topografia e de manejo da
cultura a ser irrigada. O conhecimento das partes que constituem os
sistemas de irrigao ajuda a desenvolver o senso crtico e auxilia
extensionistas e produtores na deciso de aquisio quando h
diversas alternativas de projeto (Drumond & Aguiar, 2005).
Um projeto de irrigao feito em trs etapas (Mendona &
Rassini, 2005):
- Levantamento de dados bsicos: vazo disponvel e fonte de
gua, velocidade de infiltrao de gua e armazenamento de
gua no solo e evapotranspirao mxima da(s) cultura(s) a
ser(em) plantadas.
- Estimativa da demanda e da periodicidade de aplicao de gua
(lmina dgua e turno de rega).
- Dimensionamento hidrulico para atender a demanda e a
periodicidade estimadas na primeira etapa.
Esses autores resumiram os principais dados bsicos para a
elaborao de projetos de irrigao, que so listados a seguir:
- Vazo mnima disponvel.
- Evapotranspirao de referncia.
- Dficit hdrico (mensal, semanal, dirio).
- rea mxima irrigvel (dependente da vazo mnima).
- rea do projeto.
- Tipo de solo (textura e armazenamento de gua).- Cultura(s) a ser(em) irrigada(s).
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20 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
A estimativa de demanda de gua deve ser feita com o
auxlio do balano hdrico, no qual calculado o dficit hdrico
da regio onde se pretende implantar o sistema de irrigao. Ovalor do dficit a diferena entre a demanda e a
disponibilidade atmosfrica de gua (evapotranspirao e
chuva), em perodos regulares de tempo (dias, semanas ou
meses). Para fins de irrigao, aconselhvel utilizar perodos
semanais ou menores, devido ocorrncia de veranicos.
Sistemas de irrigao por asperso utilizam emissores
denominados aspersores, que distribuem a gua s plantas. Os
aspersores podem ter um ou mais bocais, os dispositivos por onde sai
a gua que aplicada s plantas. A gua sob presso passa pelos
bocais, pulverizada e cai sob a forma de chuva artificial. A presso
necessria geralmente obtida por meio de motobombas (eltricas ou
movidas a leo diesel), mas tambm pode ser proveniente da
diferena de nvel do terreno, se a fonte de gua estiver em plano
muito mais elevado do que a rea a ser irrigada (Bernardo et al., 2006).
O surgimento dos primeiros aspersores rotativos aconteceu
entre 1914 e 1922, nos Estados Unidos e na Europa. Houve grande
desenvolvimento da irrigao por asperso no incio do sculo XX,
com o avano das indstrias de tubulaes, que passaram a
utilizar materiais plsticos, ferro e alumnio (Drumond & Aguiar,
2005).
Em reas de pastagem, necessrio irrigar toda a rea,
uniformemente e com equipamento que no dificulte o manejo
e o deslocamento dos animais. Portanto, os sistemas deirrigao por asperso so os mais adequados a essa funo.
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21Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Bernardo et al. (2006) relataram as seguintes vantagens
da irrigao por asperso:
- Dispensa a sistematizao do terreno e reduz o custo deinstalao e de operao em diferentes condies
topogrficas.
- Apresenta flexibilidade na taxa de aplicao de gua e
possui facilidade na adaptao capacidade de infiltrao
de gua do solo e fase de desenvolvimento da cultura.
- Tem boa uniformidade de distribuio e alta eficincia de
distribuio de gua na rea irrigada, se o sistema for bem
dimensionado e bem manejado.
- H menos perda de gua (evaporao e infiltrao), devido
ao transporte de gua em tubulaes, em relao
irrigao por superfcie (sulcos e inundao).
- Existe melhor aproveitamento do terreno, dispensando o
uso de canais e de sulcos para conduo de gua.
- Favorece a economia de mo-de-obra para conduo de
gua, principalmente em sistemas fixos e mecanizados.
- Possibilita a automao e a aplicao de produtos qumicos
por meio da gua de irrigao (quimigao).
Bernardo et al. (2006) afirmaram que quanto mais grossa
for a textura do solo tanto maior ser a vantagem da irrigao
por asperso em relao irrigao por superfcie, pois solos
arenosos e franco-arenosos possuem grande capacidade de
infiltrao e pequena capacidade de reteno de gua. Isto faz
com que nesses solos haja grande perda de gua por percolao
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22 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
(drenagem profunda) quando forem utilizados sistemas de
irrigao por superfcie. Por apresentarem baixa capacidade de
reteno de gua, esses solos requerem irrigao freqente epequena lmina dgua.
Como no existem sistemas de irrigao perfeitos, a
irrigao por asperso tambm possui as seguintes limitaes:
- Alto custo de investimento inicial (sistemas fixos) e
operacional (sistemas portteis).
- Grande influncia de fatores climticos (vento, umidade
relativa, temperatura, etc.).
- Possibilidade de aparecimento de algumas doenas nas
plantas, principalmente em reas mal manejadas e com
irrigao excessiva.
- Risco de eroso superficial em sistemas com aspersores cuja
taxa de aplicao seja superior capacidade de infiltrao
de gua do solo.
O alto custo da energia tem reduzido a margem de lucro
da agricultura quando so utilizados sistemas de irrigao por
asperso, notadamente os de alta presso. Dessa forma, os
sistemas de irrigao devem operar com alta eficincia de uso
de energia e, conseqentemente, com baixos nveis de
desperdcio. Os estudos da eficincia de irrigao por asperso
mostram que a desuniformidade de distribuio e as perdas de
gua reduzem a eficincia do sistema (Azevedo et al., 1999).
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23Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Os tipos de sistemas de irrigao por asperso mais
comuns em pastagens so:
-
Piv central (grandes reas).- Asperso convencional (porttil, semiporttil e fixo).
- Asperso em malha (sistema fixo, superficial ou
enterrado).
As propriedades de agricultores familiares tm rea
pequena e por isso os sistemas de asperso convencional so os
mais utilizados nas pastagens dessas propriedades,
principalmente os semiportteis e os fixos. Entretanto, por sua
praticidade e por seu menor custo, os sistemas de asperso em
malha vm ganhando espao nessas propriedades.
A maioria dos sistemas de irrigao de pastagens em
propriedades familiares tem estaes de bombeamento comapenas uma motobomba e a tubulao principal geralmente
enterrada. Nos sistemas semiportteis, geralmente no h
linhas de derivao e apenas a linha principal enterrada. Nos
sistemas fixos, as linhas de derivao e as linhas laterais podem
ser superficiais ou enterradas.
O sistema convencional semiporttil composto poruma linha principal e uma ou mais linhas laterais e por
aspersores mveis (tubulao com os aspersores), que mudam
de posio de acordo com a parte da rea que se deseja irrigar.
Nos sistemas convencionais fixos, no h movimentao
de tubulaes, que podem ser enterradas ou no. Os aspersores
podem ser fixos, com registros (vlvulas) para permitir a
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24 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
irrigao de partes da rea em separado, ou mveis. No caso de
aspersores mveis, pode-se utilizar engates rpidos ou tampes
para fechar os tubos de subida, em que os aspersores soengatados.
Os sistemas de asperso em malha tm tubulaes fixas
e aspersores mveis. As tubulaes geralmente so enterradas, o que
aumenta a vida til de tubos e de conexes, porm h sistemas com
tubulaes superficiais.
Bernardo et al. (2006) classificaram os aspersores disponveis
no comrcio, de acordo com a presso de operao:
-Presso muito baixa: 40 a 100 kPa (4 a 10 mca)1 , com pequeno
raio molhado.
- Presso baixa: 100 a 200 kPa (10 a 20 mca), raio molhado de 6
a 12 m.
-Presso mdia: 200 a 400 kPa (20 a 40 mca), raio molhado de 12
a 36 m.
- Presso alta: 400 a 1000 kPa (40 a 100 mca), raio molhado de
30 a 80 m.
Na escolha do aspersor a ser utilizado, deve-se considerar
os seguintes fatores: qualidade e quantidade de gua disponvel,
cultura a ser irrigada, tipo de solo, manejo da irrigao,
intensidade e direo do vento, caractersticas do aspersor
(intensidade, eficincia e uniformidade de aplicao, vazo e
presso de servio), espaamento entre linhas laterais e aspersores
(Drumond & Fernandes, 2001; Bernardo et al., 2006).
1 Metros de coluna de gua unidade de medio de presso. Ao nvel do mar, a presso atmosfrica (1 atm) de101,9 kPa ou 10,33 mca. Em clculos prticos, utiliza-se a atmosfera tcnica: 1 atm = 100 kPa ou 10 mca.
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25Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Os fabricantes fornecem tabelas com caractersticas
tcnicas que so muito teis na seleo dos aspersores. Essas
tabelas fornecem informaes sobre dimetro dos bocais,presso de servio, alcance do jato dgua (raio ou dimetro
molhado), vazo, espaamento recomendado e intensidade de
aplicao (precipitao).
Os aspersores de presso muito baixa no so utilizados
na irrigao de pastagens, por serem muito pequenos e
geralmente estacionrios. Nessa categoria esto inclusos osmicroaspersores e os aspersores de jardim. Uma exceo o
grupo de aspersores do tipo sprayutilizados em pivs centrais,
cuja presso de operao varia de 70 a 140 kPa (7 a 14 mca). Os
aspersores usados em reas de pastagens pertencem s demais
categorias citadas.
Aspersores de alta presso e de grande porte no so
adequados a reas pequenas e mdias, em razo do elevado consumo
de energia necessrio ao seu funcionamento. Podem ser interessantes
em grandes reas, em razo da reduo da necessidade de tubulao e
do menor uso de mo-de-obra para operao do sistema de irrigao.
O Projeto Balde Cheio e a irrigao de pastagens
A Embrapa Pecuria Sudeste coordena o Projeto Balde
Cheio, um projeto de transferncia de tecnologia para
produtores de leite que prioriza a produo de leite com base
em pastagens, utilizando o mnimo possvel de alimentos
servidos no cocho, tais como cana-de-acar e concentrado.
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26 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
O principal objetivo do Projeto Balde Cheio resgatar a
auto-estima do produtor por meio da viabilizao tcnico-
econmica de sua atividade produtiva. Em um perodo dequatro anos, extensionistas e produtores so instrudos a lidar
profissionalmente com a atividade leiteira para viabilizar o
sustento do produtor. Propriedades rurais produtoras de leite
so utilizadas como salas de aula para pecuaristas e
extensionistas rurais. Nessas salas de aula se trabalham
conceitos tcnicos direcionados administrao da
propriedade, ao levantamento de recursos financeiros,
necessidade de infra-estrutura, sanidade animal, fertilidade
do solo, adubao e irrigao de pastagens.
Como seria de se esperar, nesse processo so detectados
diversos tipos de problemas existentes na propriedade, que so
classificados por ordem de importncia, para priorizar a busca
de solues. Por exemplo, um produtor no dever investir na
compra de um sistema de irrigao antes de aprender o manejo
correto da fertilidade do solo.
Camargo et al. (2006) mostraram uma viso mais
abrangente do uso de irrigao e de adubao de pastagens,
que envolve todo o sistema de produo de leite, inclusive o
pastejo rotacionado, a adubao da pastagem e a irrigao. Os
autores apresentaram um estudo de caso no qual houve
aumento significativo dos ndices zootcnicos de uma
propriedade rural de 26 ha, situada no municpio de Elisirio,
SP. Os resultados do trabalho podem ser vistos na Tabela 3.
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27Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
A rea utilizada para produo de leite diminuiu 14% e o
produtor passou a cumprir a legislao ambiental, reflorestando
a rea de reserva permanente. Ao mesmo tempo, a produototal anual (L.ano-1) e a produtividade anual (L.ha-1.ano-1)
aumentaram 152% e 194%, respectivamente. Segundo os
autores, esses ndices foram alcanados por meio da integrao
de uma srie de tcnicas, inclusive a irrigao de pastagens.
Nesse contexto, verificou-se que a irrigao de
pastagens importante para garantir a produo de alimento de
baixo custo para os animais. Sempre que for possvel produzir
alimento que os prprios animais colham, esse alimento ter
menor custo do que aquele colhido e servido por tratadores. A
reduo de custo se d, principalmente, pela eliminao do uso
de mo-de-obra e de mquinas para plantio, colheita,
armazenamento e distribuio do alimento. A irrigao de
pastagens, quando aplicada adequadamente, proporciona a
obteno de alimentos de menor custo.
Inicialmente, a irrigao de pastagens no era a maior
prioridade do Projeto Balde Cheio, pois havia problemas mais
urgentes, tais como a gerao de recursos financeiros para
investimento, a eliminao de problemas sanitrios do rebanho
e a correo da fertilidade do solo. Entretanto, aps serem
sanados esses problemas, notou-se que havia necessidade de
melhorar os sistemas de irrigao utilizados pelos produtores
acompanhados pelo projeto.
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28 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Tabela 3 ndices zootcnicos e caractersticas da produo deleite do Stio So Jos, em Nhandeara, SP(proprietrio: Ilson Sebastio Moura).
* Leite produzido no significa que todo ele foi vendido, existindo o leiteconsumido pela famlia e o leite consumido pelos bezerros.
** Equivalente-leite: valor auferido com a comercializao dos animais
selecionados que, dividido pelo valor do litro de leite no ms em que ocorreu a
venda, transforma-se em litros de leite.
*** HPB = Holands Preto e Branco.
Fonte: Camargo et al. (2006).
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29Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Um dos grandes problemas enfrentados pelos
extensionistas participantes do projeto foi a falta de
conhecimento tcnico sobre a irrigao. A maioria dosextensionistas e dos produtores no tinha conhecimento
suficiente para fazer o manejo de gua em sistemas irrigados,
para dimensionar ou redimensionar sistemas de irrigao ou
para calcular os custos envolvidos na irrigao de pastagens.
Portanto, verificou-se a necessidade de treinamento de
extensionistas para lidar com a irrigao de pastagens, de modo
a reduzir desperdcios, aumentar a eficincia de uso dos
recursos hdricos irrigao e consumo de energia eltrica e
aumentar a lucratividade do produtor rural.
Objetivos
O presente trabalho teve por objetivos:
a) O levantamento da situao atual e dos principais
problemas dos sistemas de irrigao utilizados em
reas de pastagens de pequenas propriedades
leiteiras dos Estados do Paran e de So Paulo.
b) A avaliao do efeito do dimensionamento e do
redimensionamento de sistemas de irrigao sobre os
resultados obtidos nessas reas de pastagens.
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30 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Material e mtodos
Treinamento de extensionistas das instituies parceiras
A Embrapa Pecuria Sudeste organizou um treinamentode irrigao de pastagens, que foi ministrado a extensionistas
da Coordenadoria de Assistncia Tcnica Integral (CATI) e da
Cooperativa Central Agroindustrial Ltda. (Confepar), parceiras
no Projeto Balde Cheio, para reciclar conhecimentos desses
profissionais e habilit-los a dimensionar e a redimensionar
sistemas de irrigao para pastagens.O treinamento foi feito em cursos, que envolveu
conhecimentos sobre ciclo hidrolgico da gua em sistemas
agrcolas, manejo de irrigao e aplicaes prticas da
Hidrulica na irrigao. Os tpicos abordados no curso foram:
a) Relaes guasoloplantaatmosfera.
b) Amostragem de solo para projetos de irrigao.
c) Armazenamento e infiltrao de gua no solo.
d) gua na planta: evapotranspirao.
e) Balano hdrico.
f) Mtodo EPS para manejo da irrigao em pastagens
(Rassini, 2002).
g) Princpios bsicos de Hidrulica aplicada irrigao.
h) Hidrologia aplicada irrigao.
i) Hidrodinmica aplicada irrigao.
j) Elaborao de projetos de irrigao por asperso.
k) Dimensionamento de sistemas de irrigao por
asperso convencional.l) Dimensionamento de sistemas de irrigao por
asperso em malha.
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31Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Durante o treinamento, os extensionistas das
instituies parceiras foram instrudos sobre a forma de projetar
e de redimensionar sistemas de irrigao, por meio de exemplosprticos calculados em sala de aula.
Aps o curso, os profissionais foram estimulados a
enviar ao menos um projeto de irrigao Embrapa Pecuria
Sudeste, para que o instrutor do curso pudesse avaliar os
resultados do treinamento e auxiliar os participantes a melhorar
o conhecimento sobre dimensionamento de sistemas de
irrigao por asperso.
Levantamento de dados da situao atual
Os extensionistas das instituies parceiras coletaram os
dados referentes aos sistemas de irrigao em propriedades desuas respectivas regies de atuao, independentemente da
participao dessas propriedades no Projeto Balde Cheio.
Os dados coletados foram:
a) Identificao da propriedade (nome, municpio e
proprietrio).
b) rea total e rea irrigada (separada por plantaforrageira).
c) Tipo de sistema de irrigao.
d) Fonte de energia e potncia da(s) bomba(s)
instalada(s).
e) Presena ou ausncia de medio separada do
consumo de energia na irrigao (em sistemaseltricos).
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32 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
f) Tempo dirio de irrigao.
g) Nmero de dias de irrigao ao longo do ano.
h) Grau de satisfao do proprietrio com o sistema deirrigao.
i) Modificaes feitas no sistema de irrigao aps a
compra.j) Grau de satisfao do proprietrio aps a
modificao (se houve).
Efeito do dimensionamento e do redimensionamento dos
sistemas de irrigao
Os conhecimentos aprendidos durante o curso de
extenso possibilitaram aos profissionais dimensionar e
redimensionar sistemas de irrigao para pastagens, nas
propriedades participantes do Projeto Balde Cheio.
A aplicao prtica desses conhecimentos foi medida
por meio da comparao entre os padres dos sistemas de
irrigao preexistentes e dos sistemas dimensionados pelos
extensionistas do referido Projeto.
As variveis avaliadas foram:
a) Fonte de energia e potncia da bomba centrfuga.
b) Consumo de energia na irrigao.
c) Necessidade de mo-de-obra.
d) Custo total de irrigao (CTirr), calculado com a
seguinte frmula:
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33Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
em que
CF
= custo fixo;
CM = custo de manuteno;CMO
= custo da mo-de-obra para irrigao;
CE
= custo da energia utilizada na irrigao.
As frmulas de clculo dos componentes do custo total
de irrigao so apresentadas a seguir:
d.1) Custo fixo (aquisio e implantao):
,
em que
CF = custo fixo (aquisio e implantao), em
R$.ha-1
.ano-1
;PAI
= preo pago pela aquisio e implantao,
em R$.ha-1;
FRC = fator de recuperao de capital, calculado
por:
,
em que
i = taxa anual de juros (decimal);
n = nmero de anos.
-
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34 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
d.2) Custo de manuteno (3% a 5% do preo de aquisio do
sistema):
,
em quep = percentagem do preo de aquisio do sistema,
em decimal.
d.3) Custo de mo-de-obra, calculado por meio da seguinte
frmula:
,
em que
CMO
= custo da mo-de-obra, em R$.ha-1.ano-1;
NHTE = nmero de horas de trabalho efetivo em irrigao, emh.dia-1;
VDE
= valor da diria (8h) mais encargos trabalhistas, em
R$.dia-1;
NDIA
= nmero de dias de irrigao anual, em dias.ano-1.
d.4) Custo de energia (eltrica), calculado por meio da seguinte
frmula:
em que
CE
= custo da energia eltrica, em R$.ha-1.ano-1;
PCMB
= potncia consumida pela motobomba, em cv;PEkWh
= preo da energia, em R$.kWh-1.
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35Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Para demonstrar os resultados obtidos, foram utilizados
trs sistemas de irrigao dimensionados pelos participantes do
trabalho, um de cada instituio participante (CATI, Confepar eEmbrapa Pecuria Sudeste). Os dois primeiros casos foram
escolhidos por representarem problemas tpicos dos diversos
locais onde foi feito o levantamento de informaes sobre a
irrigao de pastagens. J o ltimo caso apresenta aspectos
inovadores na concepo de novos projetos de irrigao.
Resultados e discusso
Levantamento de dados da situao atual
Os resultados do levantamento de dados encontram-se
na Tabela 4 e nas Figuras 1 a 3, que representam a situao nos
Estados de So Paulo e do Paran.
Tabela 4 Resumo de dados sobre irrigao de pastagens empropriedades rurais produtoras de leite dos Estadosde So Paulo e do Paran (mdia e desvio padro).
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36 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Apesar de as mdias de rea total serem praticamente
iguais nas propriedades amostradas em ambos os Estados, as
propriedades do Paran apresentaram menor desvio padro, oque indica maior homogeneidade de rea. A mdia de rea
irrigada por propriedade foi maior no Paran. Com base nos
dados obtidos nas propriedades rurais do Paran, pode-se
perceber vrios fatores que levam a menor custo de irrigao
nesse Estado, em relao a So Paulo:
a) Menor perodo anual de irrigao, que indica menor
necessidade de suplementao hdrica.
b) Menor relao potncia:rea, que indica melhor uso
da motobomba no sistema de irrigao.
c) Maior rea irrigada, que possibilita melhor diviso de
alguns componentes do custo fixo de irrigao
(servios de alvenaria, instalaes eltricas e
escavao para enterrar a adutora do sistema).
Quase todas as propriedades amostradas utilizam energia
eltrica na irrigao, o que mostra que a rede de energia
encontra-se bem distribuda em ambos os Estados. Apenas duas
propriedades do Estado de So Paulo utilizam motores movidos
a leo diesele o proprietrio de uma delas manifestou interesse
imediato de aproveitar energia eltrica.
Em So Paulo, os sistemas de irrigao apresentam
menores mdias de tempo dirio de irrigao, de vazo e de
potncia da bomba. A relao potncia:rea irrigada maior em
So Paulo do que no Paran, o que indica uso mais eficiente deenergia neste ltimo Estado. Isto parece contraditrio, pois as
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37Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
propriedades rurais de So Paulo situam-se,
predominantemente, em reas planas, enquanto a maioria das
propriedades amostradas no Paran est em reas de relevoacidentado. Geralmente, maiores desnveis entre fontes de gua
e reas irrigadas aumentam a necessidade de potncia da
motobomba. Entretanto, essa situao pode ser explicada pelo
restrito tempo dirio de irrigao utilizado nas propriedades
rurais paulistas. Na irrigao, h relao diretamente
proporcional entre o tempo dirio de irrigao e a reduo da
relao potncia:rea, e tambm do consumo de energia por
rea. Quanto menos tempo se leva para irrigar uma rea, tanto
maior a necessidade de potncia da motobomba.
Embora o tempo dirio de irrigao seja maior no Paran,
os valores obtidos ainda so baixos (menos de 12 h.dia-1) e em
nenhuma propriedade amostrada h irrigao noturna. Isto
indica que existem boas possibilidades de reduo do custo de
energia, ou pela aquisio de motobombas menores, com
menor consumo de energia por rea, ou pelo uso de irrigao
noturna, com tarifa reduzida de energia. Nas propriedades rurais
de So Paulo h maior possibilidade de reduo desses custos,
em razo do menor tempo de irrigao e da maior relao
potncia:rea irrigada.
Diversos produtores com projetos novos em So Paulo
tm optado pela irrigao noturna, que reduz o custo de energia
eltrica (tarifa reduzida) e da mo-de-obra (automao de
sistemas). possvel contratar tarifas de energia especiais,denominadas horossazonais, cujo custo do quilowatt-hora
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38 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
(kWh) considera o perodo do ano (seco ou mido) e o horrio
dirio (horrio fora de ponta: das 6h s 18h, com preo normal
do quilowatt-hora; horrio de ponta: geralmente das 18h s21h, com sobretaxa no preo do quilowatt-hora; horrio
noturno: das 21h s 6h, com desconto de 60% no preo do
quilowatt-hora, nas regies Sudeste e Sul, e at de 90% nas
regies Norte e Nordeste).
Mendona & Rassini (2005) afirmaram que os
equipamentos de irrigao geralmente so montados sem
projeto e que so adquiridos equipamentos usados em outras
propriedades, sem adequao ao novo local de trabalho. Os
autores declararam que isto leva a um alto consumo de energia
por rea, que pode ser diminudo com o redimensionamento e
com a adaptao dos sistemas de irrigao, em que se prope o
uso de aspersores de baixa presso e o aumento do tempo
dirio de irrigao. Os resultados obtidos neste trabalho
mostram concordncia com a afirmao desses autores, pois os
sistemas montados sem projeto criterioso apresentaram maior
consumo de energia por rea irrigada.
Em So Paulo, houve trs tipos de sistemas de irrigao
por asperso: convencional semiporttil, convencional fixo e
em malha. J no Paran s foram encontrados sistemas do tipo
asperso convencional fixo (Figura 1).
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39Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Figura 1 Tipos de sistemas de irrigao em reas de pastagensem propriedades familiares nos Estados de So Pauloe do Paran.
No Estado de So Paulo houve grande freqncia do sistema
em malha, embora ainda predomine a asperso convencional
semiporttil. A predominncia de dados das regies em que os
extensionistas receberam treinamento no Projeto Balde Cheio
interferiu na escolha dos sistemas de irrigao e aumentou a
percentagem de sistemas em malha, que tm apresentado menor
custo total.
O treinamento dos extensionistas de So Paulo no ProjetoBalde Cheio lhes possibilitou alterar com mais propriedade sistemas
antigos de irrigao e escolher ou projetar sistemas novos mais
eficientes. A Figura 2 mostra que uma parte dos sistemas de irrigao
de So Paulo j sofreu modificaes, mas nenhum sistema foi
modificado no Paran, um indcio de que o treinamento e a
experincia dos extensionistas podem influenciar positivamente osresultados da irrigao.
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40 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Figura 2 Ocorrncia de modificaes para melhorar odesempenho de sistemas e para reduzir o custode irrigao em propriedades familiares nosEstados de So Paulo e do Paran.
A Figura 3 mostra o grau de satisfao dos produtores
rurais com relao ao sistema de irrigao. Todos os produtores
do Paran se declararam satisfeitos com os resultados obtidos e
em So Paulo houve 79% dos produtores que se declararam
satisfeitos ou muito satisfeitos. Entretanto, as mdias da
relao potncia:rea irrigada so muito altas, principalmente
no Estado de So Paulo (Tabela 4). Nesse mesmo Estado, o
tempo dirio de irrigao muito baixo. Tanto a relao
potncia:rea irrigada quanto o tempo dirio de irrigao tm
alto desvio-padro em relao mdia, o que indica a falta de
um padro adequado dos projetos. Um conjunto de projetos
adequados deve apresentar menor valor de desvio-padro em
ambos os parmetros. Projetos adequados geralmente
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41Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
apresentam tempo dirio de irrigao igual ou superior a 8 h.dia-1
e relao potncia:rea irrigada igual a ou menor do que 2,5.
Embora a irrigao traga benefcios ao sistema deproduo de leite, o desconhecimento das possibilidades e das
opes para melhorar o sistema de irrigao pode reduzir a
lucratividade dos produtores rurais, em razo de custos
desnecessrios, principalmente devido compra de
equipamentos superdimensionados e ao desperdcio de gua e
energia.
Nos casos em que os produtores se manifestaram pouco
satisfeitos, os motivos mais citados foram a desuniformidade
de crescimento da pastagem, o alto custo de energia e a
dificuldade de movimentao de tubos e de aspersores em reas
piqueteadas, principalmente com forrageiras de hbito de
crescimento cespitoso.
Figura 3 Grau de satisfao dos produtores familiares dosEstados de So Paulo e do Paran com o sistemade irrigao.
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42 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Uma diferena estrutural importante entre os dois
Estados a caracterstica da rede eltrica rural. Em So Paulo,
h disponibilidade de rede monofsica e de rede trifsica, masno Paran ela quase toda monofsica. A rede monofsica
limita a potncia mxima instalada a 12 cv (cerca de 9 kW) e
pode significar que haver maior necessidade de instalao de
transformadores exclusivos para os sistemas de irrigao,
levando ao aumento dos custos de produo.
Quando se desconta a mdia de demanda de energia
(exceto a irrigao) em uma pequena propriedade (2 kW.h-1 ou
2,7 cv.h-1), em reas com rede monofsica haveria folga de
energia no transformador, da ordem de 7 kW.h-1 (9,3 cv.h-1). Se
for considerada a relao potncia: rea ideal de 2 cv.ha-1
(1,5 kW.ha-1), ser possvel ter um transformador nico para
sistemas de irrigao com rea mxima de 5 ha. Entretanto, essa
situao no corresponde realidade atual. Atualmente, a mdia da
relao potncia:rea de 4,3 cv.ha-1 ou 3,2 kW.ha-1, em So Paulo, e
de 2,8 cv.ha-1 ou 2,1 kW.ha-1, no Paran. Nessas condies, a mxima
rea irrigvel com transformador nico em rede monofsica ser de
2,2 ha em So Paulo e de 3,3 ha no Paran.
A compra de um transformador adicional representa aumento
significativo do custo de irrigao, por dois motivos: a) o custo
do transformador; e b) a perda de iseno de ICMS na conta de
energia eltrica rural, que eleva o custo da energia (R$.kWh-1).
Portanto, deve-se buscar projetos com menor relao
potncia:rea, para reduzir o custo de irrigao (energia,aquisio e implantao).
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43Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Dimensionamento e redimensionamento dos sistemas de
irrigao
a) Exemplo 1: Asperso em malha Embrapa Pecuria Sudeste
Um sistema de irrigao por asperso em malha foi
dimensionado para a irrigao de Panicum maximum cv.
Tanznia e est instalado em uma rea experimental da
Embrapa Pecuria Sudeste, em So Carlos, SP. Esse
equipamento substituiu um antigo sistema de asperso
convencional semiporttil. As caractersticas do antigo sistema
e as do novo sistema so apresentadas na Tabela 5.
O sistema antigo (asperso convencional) tinha
tubulao metlica de engate rpido, rea irrigada de 1,6 ha,
motobomba eltrica de 20 cv, potncia consumida de 14,8 cv,
relao potncia:rea de 9,3 cv.ha-1, tempo efetivo e tempo
total de irrigao de 6 h.dia-1 e de 8 h.dia-1, respectivamente
(2 h.dia-1 para montagens e incio de operao). Os aspersores
utilizados tinham vazo de 4,84 m3.h-1 e presso de servio de
30 mca. O sistema apresentava problemas de vazamento e de
manejo, e demandava uso intensivo de mo-de-obra (trabalho
efetivo de 8 h.dia-1).
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Tabela 5 Caractersticas e custos de irrigao do antigo e donovo sistema de irrigao da Embrapa PecuriaSudeste, em rea de cultivo de Panicum. maximum
cv. Tanznia.
* Sistema com mais de dez anos de uso , com custo de aquisio e implantao
j amortizado.
** Inclui o custo financeiro, com juros de 6,75% a.a. e prazo de pagamento dedez anos (Finame).
*** Diria de R$ 40,00 por oito horas de trabalho, incluindo encargos
trabalhistas.
**** Preo do quilowatt-hora: R$ 0,183
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45Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Alm das caractersticas dadas na Tabela 5, o novo
sistema (asperso em malha) fixo, com tubulao de PVC,
aspersores com vazo de 2,15 m3.h-1 e presso de servio de 25mca. A tubulao toda enterrada, para aumentar a
durabilidade e para evitar danos e acidentes com os animais. O
novo equipamento reduziu drasticamente a necessidade de
mo-de-obra e aumentou sua produtividade (trabalho efetivo de
1,5 h.dia-1 na irrigao), pois no h exigncia de mudana e de
montagem de tubos e de conexes para irrigar.
O uso de aspersores de baixa presso e o aumento do
tempo disponvel para irrigao de 6 h.dia-1 para 9 h.dia-1
possibilitaram a reduo da potncia da motobomba eltrica e
da relao potncia consumida:rea. Com isso, o consumo de
energia por rea foi reduzido em 51%.
As modificaes citadas levaram reduo de 1.888,01
R$.ha-1.ano-1 no custo total de irrigao (54%), devido
reduo de 51% no custo de energia e de 81% no custo de
mo-de-obra.
A economia de mo-de-obra foi suficiente, com folga,
para pagar a aquisio e a implantao do novo sistema de
irrigao (asperso em malha), o que compensou plenamente o
investimento feito.
b) Exemplo 2: Asperso em malha CATI (Arealva, SP)
Um sistema de irrigao por asperso convencional fixo
foi redimensionado e convertido em sistema de asperso emmalha, para a irrigao de Panicum maximum cv. Mombaa.
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46 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Esse sistema est instalado no municpio de Arealva, SP, em
uma propriedade rural que participa do Projeto Balde Cheio e
que recebe assistncia tcnica do Escritrio deDesenvolvimento Rural de Bauru, da CATI.
Por ser uma regio com temperaturas mais altas, com
seca mais acentuada e veranicos mais freqentes do que no
primeiro exemplo, neste caso o perodo de irrigao de 150
dias por ano, maior do que no exemplo anterior. As
caractersticas do sistema original e do sistema redimensionado
so apresentadas na Tabela 6.
O sistema de irrigao original (convencional fixo) tinha
uma relao potncia consumida:rea muito alta (10,8 cv.ha-1)
e tempo efetivo de irrigao muito curto (6 h.dia-1). O
equipamento apresentava problemas de cavitao na bomba
centrfuga, devido a defeito de instalao da suco de gua. A
vlvula de p situava-se muito prxima da superfcie da gua, o
que levava ocorrncia de vrtice, com entrada de ar na bomba
e, conseqentemente, cavitao.
Foram constatados problemas de distribuio de gua
causados pela disposio incorreta das linhas laterais
(tubulao com aspersores), com espaamento de 12 m x 40 m
(aspersores x linhas). Como o raio molhado pelos aspersores era
de 15 m, havia faixas entre as linhas de aspersores que no
recebiam irrigao.
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47Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Tabela 6 Caractersticas e custos do sistema de irrigao emsua forma original (convencional fixo) e aps suaconverso (malha) e seu redimensionamento, em
rea de cultivo de Panicum maximum cv. Mombaade uma propriedade rural em Arealva, SP.
* Inclui o custo financeiro, com juros de 6,75% a.a. e prazo de pagamento de
dez anos (Finame).** Diria de R$ 20,00, mo-de-obra familiar e sem encargos trabalhistas
(propriedade de agricultura familiar).
*** Preo do quilowatt-hora: R$ 0,183
Alm disso, o proprietrio relatou preocupao com o
custo de energia (custo mensal de R$ 400,00 a R$ 500,00 num
perodo de seis meses de irrigao), o que contribua para
inviabilizar a atividade leiteira em sua propriedade.
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48 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Aps a anlise da situao, foram propostas as seguintes
modificaes:
- Converso do sistema convencional fixo em sistemade asperso em malha.
- Modificao do espaamento para 18 m x 18 m
(aspersores x linhas).
- Projeto para ampliao futura da rea irrigada para 3
ha (dobro do original), com a mesma bomba
centrfuga escolhida no redimensionamento.
O novo sistema de irrigao do tipo asperso em
malha, com tubulao em PVC. Foram aproveitados todos os
tubos do sistema original, para diminuir o custo de aquisio do
novo equipamento. Apesar disso, foi necessria a compra de
tubos e de conexes para montagem das malhas, alm da
compra de uma nova motobomba de menor potncia (5 cv), em
substituio bomba original (20 cv).
O produtor foi aconselhado a colocar a primeira bomba
venda, a fim de reduzir o aporte de capital para a aquisio do
material do novo sistema de irrigao.Os resultados apresentados na Tabela 6 mostram que
todos os componentes do custo total de irrigao foram
reduzidos com o redimensionamento. O custo total sofreu
reduo de 1.603,40 R$.ha-1.ano-1 (51%) e as mudanas mais
significativas foram nos custos de mo-de-obra (reduo de
750,00 R$.ha-1
.ano-1
, ou 67%) e de energia (reduo de 848,20R$.ha-1.ano-1, ou 65%).
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49Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Neste caso, a reduo do custo total do sistema aps a
reforma foi maior do que o custo total remanescente. A reduo
do custo de mo-de-obra foi equivalente a 129% dos custos deaquisio e de implantao do novo sistema. J a reduo do
custo de energia foi equivalente a 147% desses mesmos custos
e a economia total gerada pela modificao do sistema foi
equivalente a 104% do custo total remanescente (sistema em
malha), justificando plenamente a reforma do sistema de
irrigao.
c) Exemplo 3: Asperso em malha para irrigao noturna CATI
(Presidente Prudente, SP)
Foi projetado e instalado um sistema de irrigao por
asperso em malha para a irrigao de Cynodon sp. cv. Tifton85. Est instalado no municpio de Presidente Prudente, SP, em
uma propriedade rural que participa do Projeto Balde Cheio e
recebe assistncia tcnica do Escritrio de Desenvolvimento
Rural de Presidente Prudente, da CATI. As caractersticas do
sistema de irrigao so apresentadas na Tabela 7.
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50 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
Tabela 7 Caractersticas e custos do sistema de irrigao porasperso em malha projetado para irrigaonoturna, em propriedade no municpio de
Presidente Prudente, SP, em rea de cultivo deCynodon sp. cv. Tifton 85.
* Inclui o custo financeiro, com juros de 6,75% a.a. e prazo de pagamento
de dez anos.
** Diria de R$ 20,00, mo-de-obra familiar e sem encargos trabalhistas(propriedade de agricultura familiar).
*** Com a tarifa horossazonal verde cobra-se a demanda contratada (7,54
R$.kW-1.ms-1) e o consumo, que pode ser diurno (0,144 R$.kWh-1) ou noturno
(0,058 R$.kWh-1)
O sistema diferencia-se dos dois exemplos anteriores
pelos seguintes motivos:
- um sistema novo e no redimensionado.
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51Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
- Foi implantado de forma modular, com trs setores quase
idnticos em vazo e presso, o que facilita o pagamento
dos custos de aquisio.- Os setores so irrigados independentemente, um setor por vez,
para reduzir a necessidade de potncia da bomba centrfuga
e otimizar a sua utilizao.
- Funciona noite, para reduzir o custo de energia eltrica,
contratando-se uma tarifa horossazonal da concessionria
de energia, que d desconto de 60% sobre o valor diurno doquilowatt-hora, mas cobra mensalmente a mxima demanda
de potncia instantnea (pico de potncia).
- Tem acionamento automtico, tanto a bomba (timer) quanto
as vlvulas de controle de vazo, que direcionam a gua para
cada setor a ser irrigado.
O uso de tarifas horossazonais deve ser negociado com aconcessionria de energia e representa acrscimo no custo de
aquisio e de implantao do sistema de irrigao, devido
necessidade de compra de um medidor especial de energia eltrica,
que detecta o horrio do consumo e a potncia consumida
(demanda).
Neste exemplo, foi estipulado o valor de R$ 1.500,00 para
aquisio do medidor de energia e utilizou-se a tarifa verde, com
valores de 7,54 R$.kW-1 para a demanda, 0,144 R$.kWh-1 para o
consumo diurno e 0,058 R$.kWh-1 para o consumo noturno. Alm do
menor custo, a irrigao noturna reduz a evaporao da gua no ar
(antes do solo) e aumenta a uniformidade de aplicao devido
menor incidncia de ventos.
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52 Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
d) Comparao do custo total de irrigao nos exemplos
apresentados
A Tabela 8 mostra um resumo dos custos dos novos
sistemas de irrigao nos trs exemplos apresentados. A
automao para funcionamento noturno no terceiro sistema
aumentou apenas o custo de manuteno, devido maior
quantidade de equipamentos em relao aos outros sistemas
em malha apresentados.
A automao e a tarifa noturna de irrigao
possibilitaram a reduo significativa no custo da energia e a
diminuio do custo total em cerca de 500,00 R$.ha-1.ano-1 (
30%). Para o preo de venda de R$ 0,50 por litro de leite, essa
reduo de custo equivale a 1.000 L.ha-1.ano-1 de leite, o que
prova que a automatizao e a irrigao noturna so eficazes na
reduo do custo de irrigao.
Tabela 8 Resumo dos custos de irrigao e sua posio
relativa* nos trs exemplos apresentados.
* Percentagem em relao ao valor mximo** Sistema de irrigao instalado na Embrapa Pecuria Sudeste
*** Sistema de irrigao instalado em Arealva, SP
**** Sistema de irrigao instalado em Presidente Prudente, SP
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53Dimensionamento de sistemas de irrigao para pastagens em propriedades de agricultura familiar
O projeto com asperso em malha para irrigao noturna e
automatizada apresentou os menores valores de potncia instalada
(1,2 cv.ha-1
) e de potncia consumida por rea irrigada (1,1 cv.ha-1
)(Tabela 7). Tambm apresentou o menor custo total (Tabela 8),
principalmente devido aos custos de mo-de-obra e de energia.
Concluses
Os resultados obtidos e apresentados nos exemplos permitem
concluir que:
a) Aspersores de baixa presso reduzem o consumo de
energia na irrigao.
b) Sistemas de irrigao por asperso em malha
possibilitam a reduo significativa do custo de
irrigao.c) A avaliao tcnico-econmica auxilia extensionistas e
produtores a decidir sobre a necessidade de modificar
os sistemas de irrigao, de modo a reduzir os custos de
produo.
d) possvel utilizar a automao com custo baixo na
irrigao de pastagens em propriedades de agriculturafamiliar, de modo a otimizar a aplicao de gua e
minimizar os custos de energia e de mo-de-obra.
e) O treinamento de profissionais de extenso rural para
trabalhar com planejamento da irrigao contribui
significativamente para a melhoria do uso de gua e a
reduo do custo da produo animal em sistemasintensivos.
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Agradecimentos
Os autores deixam seus agradecimentos Embrapa,
CATI e Confepar, cuja alocao de recursos e colaborao foiessencial execuo deste trabalho.
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