Planilha Eletrônica para a Programação da Irrigação de...

Planilha Eletrônica para a Programação daIrrigação de Culturas Anuais

Sete Lagoas, MGDezembro, 2001

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ISSN 1679-1150

Autores

Paulo Emílio Pereira deAlbuquerque

Engº. Agríc., D.Sc.,Embrapa Milho e Sorgo.

C.Postal 151.CEP 35701-970,

Sete Lagoas, MG. E-mail:[email protected]

Camilo de Lélis Teixeirade Andrade

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

C.Postal 151.CEP 35701-970,

Sete Lagoas, MG. E-mail:

[email protected]

1. Introdução

Atualmente, tem-se ampliado o debate sobre o uso da água. No setoragrícola, a água utilizada na irrigação tem passado a receber umtratamento especial, haja vista que é responsável por uma grandeparcela do consumo total, pois, somente no Brasil, cerca de 61% detodo o suprimento de água doce é usado para a agricultura e aprodução de alimentos (Rebouças, 1999).

A irrigação é fundamental para a produção de alimentos, em situaçãode deficiências de chuva e para estabilizar a produção agrícola,principalmente em regiões áridas e semi-áridas. Atualmente, a sextaparte das terras agrícolas do mundo é irrigada e fornece mais de umterço da produção global de alimentos.

A necessidade de alimentos de uma população mundial crescenteacarretará obrigatoriamente um aumento da produção agrícola, que viráem grande escala das áreas irrigadas.

Como a disponibilidade de recursos hídricos para a irrigação está setornando cada vez mais escassa, a água e o seu custo surgem comofatores limitantes à expansão da agricultura irrigada.

Apesar de a água consumida na irrigação representar um elevadopercentual, se for utilizada de forma racional, é devolvida em quase suatotalidade ao sistema natural numa forma limpa, que é aevapotranspiração, diferentemente da água residual dos usosindustriais e domésticos.

Entretanto, a eficiência do uso da água na produção agrícola é baixa.Somente 40 a 60% da água é efetivamente usada pela cultura (a maiorparcela na forma de transpiração), o restante é perdido no sistema, napropriedade e no campo, seja através da evaporação, do escoamentosuperficial ou da percolação. Talvez parte dessas perdas possa serreposta, mas custos adicionais serão envolvidos.

O manejo ou a programação inadequadas da água de irrigação é umadas principais razões para a baixa eficiência do uso da água. Hánecessidade de criar, difundir e transferir tecnologias para osagricultores, de modo que esses passem a assimilar técnicas simples efáceis de programar a irrigação das suas culturas.

2. Importância do manejo de irrigação

Uma gama de problemas ambientais advém do uso ineficienteda água, tais como inundação, lixiviação de agroquímicos econseqüente poluição do lençol freático, assim como a sua salinizaçãoe a do solo, resultante de aplicações insuficientes de água.

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O manejo de irrigação é o processo paradecidir quando irrigar as culturas e quantoaplicar de água. Esse é o único meio paraotimizar a produção agrícola e conservar aágua, além de ser a chave para melhorar odesempenho e a sustentabilidade desistemas de irrigação.

Para o manejo de irrigação, é necessário terbons conhecimentos do requerimento deágua das culturas e das características físico-hídricas do solo, para determinar quandoirrigar e estabelecer com um certo de grau deexatidão a água a aplicar (Albuquerque eAndrade, 2000).

O nível de tecnologia do produtordeterminará a escolha da estratégia demanejo de irrigação. Grandes produtores e osque plantam culturas de alto valor econômicopodem adotar e investir em técnicas maissofisticadas. Por outro lado, mesmoagricultores que usam nível mais baixo detecnologia podem usufruir de técnicas demanejo de irrigação, como a adoção de umcalendário de irrigação baseado emcondições médias de solo/clima/cultura ouum controle operacional simplificado, quepode se basear em intervalos fixos eaplicação constante de água.

Os problemas associados com o manejo deirrigação são razoavelmente conhecidos. Noentanto, o uso de técnicas melhoradas deirrigação e de resultados de pesquisafornecem uma grande variedade de meiospara efetuar o manejo de irrigação. Apesardisso, a aplicação prática ainda está muitoaquém do esperado (Albuquerque e Andrade,2000).

3. Objetivos

Com a expansão da informática como umaferramenta útil na tomada de decisão dosvários fatores inerentes à agropecuária, estáse tornando cada vez mais fácil também usá-la como meio de estabelecer o manejo deirrigação de culturas. Dessa forma, os

objetivos principais do presente trabalho são:

a) disponibilizar uma planilhaeletrônica para fazer o manejo deirrigação de algumas culturasanuais, utilizando a técnica dobalanço da água no solo, usandocomo dados de entrada aevaporação da água do tanqueClasse A (ou a evapotranspiraçãode referência – ETo) e daprecipitação pluviométrica diárias;

b) flexibilizar a programação deirrigação do usuário, dentro dacapacidade operacional do seusistema, tendo em vista que atomada de decisão de irrigar podeser feita em qualquer dia;entretanto, deve-se enfatizar quea observação da reserva de águano solo é importante, para que acultura não sofra déficit hídrico;

c) fazer uso dessa mesma planilhapara acompanhar o consumo deágua e observar períodos deexcesso (devido à chuva) e déficitde água (nos veranicos) emcultivos de sequeiro;

d) também usar a planilha parasimular a programação deirrigação (verificar as datas elâminas prováveis de irrigação)com dados climáticos de sérieshistóricas.

4. Metodologia4.1. Balanço da água no solo

De forma semelhante à apresentada porAlbuquerque e Andrade (2000), a técnicaadotada para o manejo de irrigação é a dobalanço de água no solo; entretanto a dife-rença desta versão em relação à primeira estána flexibilização da tomada de decisão, demodo que, apesar de ser indicada uma datapara irrigar, o usuário tem a liberdade deirrigar em qualquer data escolhida, dentro desua capacidade operacional, porém, o adia-mento do dia de irrigar implica um aumento

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do fator de risco à cultura, porque esta podeser submetida a déficit hídrico. Dependendodo grau de exatidão e/ou precisão que sedeseja, estimativas, medições ou inclusõesde variáveis poderão ser efetuadas.Assim, será mostrado que uma opção para sefazer a programação da irrigação é através douso de características físico-hídricas do solo,da medição da evaporação da água do tan-que Classe A (ou pela estimativa daevapotranspiração de referência - ETo - porqualquer método) e da precipitaçãopluviométrica.

O balanço de água no solo é um métodousado para prever a variação no conteúdo deágua no solo na região ou no volume de soloque engloba o sistema radicular da cultura.Esse método normalmente considera umacondição de água no solo que não devecausar déficit ou excesso de água ao sistemaradicular da cultura, contribuindo, portanto,para que ela obtenha o mais alto rendimentotécnico. Por isso, o turno e as lâminas deirrigação assim obtidos podem variar continu-amente ao longo do ciclo da cultura.

Desse modo, o balanço se baseia na equaçãode conservação de massa:

∆(CAD × Z) = Água que entra + Água que sai (1)

onde ∆ representa variação, CAD é oconteúdo de água disponível e Z aprofundidade do sistema radicular.

O CAD é uma fração da água total disponível(ATD) para as plantas, sendo a ATD definidapelo conteúdo de água no solo que estáentre a capacidade de campo (CC) e o pontode murcha permanente (PMP) (Hillel, 1980).

É muito importante conhecer o CAD no diado plantio, através de estimativas oumedições, para se poder fazer o balançodurante o ciclo de desenvolvimento dacultura (Itier et al., 1996). Atualmente, tem-se recomendado irrigar no dia do plantio, demodo que o CAD atinja a ATD numaprofundidade de pelo menos o dobro daquelada semeadura, ou seja, se a semeadura foi

feita a 5 cm de profundidade, o valor de Zpara efeito de irrigação fica sendo de 10 cmpelo menos. No presente caso, o Zconsiderado para a irrigação do plantio foi oseu valor máximo (Zmáx) na superfície do solo,as variáveis que entram (+) e que saem (-)do balanço podem ser a chuva (+P), airrigação (+I), o escoamento superficial (±ES)e a evapotranspiração real (-ETc). Abaixo dasuperfície do solo, têm-se a ascensão capilar(+AC) e a drenagem profunda (-D).

Na condição mais comum da ocorrência deum lençol freático mais profundo, o termoAC é desprezado, pois não há a suacontribuição para aumentar o conteúdo deágua para a zona radicular.

A lâmina de irrigação (I), calculada semexcesso e aplicada a uma taxa dentro davelocidade de infiltração básica (VIB) do solo,não causa drenagem profunda nemescoamento superficial; portanto, tanto Dquanto ES também podem ser desprezados.Entretanto, na ocorrência de precipitação (P)com valores mais elevados, haverá aocorrência de D, assim como pode havertambém ES, dependendo da intensidade deP. Para desprezar D e ES, deve-se, portanto,estimar a chuva efetiva (Pef), ou seja, aquelaque realmente contribui para suprir a cultura.

Para que não haja efeito sobre odesenvolvimento normal da cultura, a ETcnão pode sofrer redução devido à diminuiçãoda umidade do solo a tal ponto que possadificultar a extração de água pelas raízes(Doorenbos e Pruitt, 1977). Uma irrigaçãoque não prevê déficit hídrico para a culturadeve levar em conta um fator de depleção (p)da água no solo. O p define a águafacilmente disponível (AFD), que é a fraçãoda ATD (0 < p < 1) que não causará efeitonegativo sobre o desenvolvimento da cultura.Desse modo, AFD = p × ATD. O termo p étambém chamado de fator de disponibilidade(f). O valor de p depende, basicamente, dacultura, do seu estádio de desenvolvimento edas condições do clima.

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Levando em conta esses diversos aspectos,o presente trabalho considera a seguinteequação para o balanço de água no solo:

∆(ATD × p × Z) = I + Pef – ETc (2)

em que: ∆ representa variação, ATD é águatotal disponível no solo (em mm de água/cmde solo), p é o fator de depleção (0 < p <1), Z é a profundidade efetiva do sistemaradicular (em cm), I é a lâmina de irrigação(em mm), Pef a precipitação efetiva (em mm)e ETc a evapotranspiração da cultura (emmm).

4.2. Definição do turno e da lâmina deirrigação

O lado esquerdo da equação 2 [∆(ATD × p ×Z)] representa o armazenamento de água queo solo comporta, até um valor mínimoadmissível (p) dentro do volume de controleconsiderado, que, nesse caso, é o volume desolo que está limitado pela profundidade dosistema radicular. Essa expressão é que vaidefinir o turno ou a freqüência de irrigação.Isto é, quanto menor o seu valor maior é afreqüência e vice-versa.

O lado direito da equação 2 vai definir alâmina de irrigação (I) em função do diadeterminado para irrigar. Desse modo,observando a capacidade do solo emarmazenar água, a lâmina líquida de irrigação(I) no dia determinado é dada por:

I = ETc – Pef (3)

Para a estimativa da precipitação efetiva (Pef)é considerada, no presente caso, que todaprecipitação pluviométrica seja infiltrada nosolo e que o excesso de água que ultrapassea sua capacidade de retenção de água, apartir da umidade real do solo no dia emquestão, seja drenada além da zona radicular.Então, Pef é estimada apenas pela lâminaque efetivamente pode contribuir para oconsumo de água da cultura.

4.3. Estimativa da Água Total Disponível(ATD), do fator de depleção (p) eda profundidade efetiva do sistemaradicular (Z)

Como já foi visto, para a obtenção da ÁguaTotal Disponível (ATD) do solo é necessárioque se conheça a umidade do solo na capaci-dade de campo (CC) e no ponto de murchapermanente (PMP). A relação entre a umidadedo solo (θ) e o potencial matricial da água nosolo (ψm) gera a chamada curva de retençãoou curva característica (Reichardt, 1996). Naprática, considera-se a CC de um solo com oseu potencial matricial de água (ψm) variandoentre –10 e –30 kPa (faixa para solos detextura grossa a fina, respectivamente) e oPMP como –1500 kPa.

Para solos de diferentes texturas, Vermeirene Jobling (1997) apresentam faixa de valorespara algumas de suas características físico-hídricas (Tabela 1).

A utilização da Tabela 1 requer um certocuidado, principalmente em solos que têmcaracterísticas físico-hídricas diferentes daregra geral para a textura. Por exemplo, oslatossolos encontrados nos Cerrados normal-mente possuem textura fina, que se compor-tam como solos de textura grossa (ATD entre80 e 120 mm/m), em função da presença deóxidos de ferro, que favorecem a formaçãode agregados pequenos, bastante estáveis,de comportamento semelhante ao da areia(Resende et al., 1995).

A maioria das culturas produtoras degrãos (milho, feijão, trigo etc.) pode ter ovalor de p em torno de 0,5-0,6, ou seja, usar50-60% da água total disponível no solo.Entretanto, de acordo com as condiçõesclimáticas reinantes e com a fase do ciclocultural, esse valor pode variar para mais oupara menos. Assim, a Tabela 2 fornece valo-res de p para algumas culturas em função dasua evapotranspiração máxima. O adiamentoou a antecipação da data de irrigação reco-mendada interferirá diretamente no valor dep, podendo torná-lo maior ou menor, respec-tivamente, em relação ao valor predefinido.

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Tabela 1. Valores aproximados para algumascaracterísticas físico-hídricas dossolos, segundo a sua classetextural (Vermeiren e Jobling,1997).

Figura 1. Estimativa do desenvolvimento dosistema radicular de culturas anuaisem função das fases do ciclo dacultura (Zo é a profundidade desemeadura e Z

max é a profundidade

efetiva do sistema em seu desen-volvimento máximo).

Tabela 2. Coeficiente de depleção (p) daágua no solo para algumas cultu-ras, de acordo com aevapotranspiração máxima (ETm)(Doorenbos e Kassam, 1979).

Tabela 3. Profundidade efetiva média (Z) dosistema radicular de algumasculturas (Arruda et al., 1987 eBrasil, 1986, citados por Moreira,1993).

Segundo Arruda et al. (1987) e Brasil (1986),citados por Moreira (1993), a Tabela 3 apre-senta valores para a profundidade efetivamédia do sistema radicular de algumas cultu-ras. Obviamente, esses valores são conside-rados na condição da cultura já ter atingido oseu pleno desenvolvimento. Na fase inicial,esses valores são estimados menores, pois osistema radicular ainda está se desenvolven-do. No presente caso, o valor inicial de Z éconsiderado como a profundidade de semea-dura (Zo) e, a partir daí, é crescente linear-mente dia-a-dia, até atingir o valor máximo(Z

max), que ocorrerá no início da fase 3 do

ciclo vegetativo. O ciclo vegetativo é divididoem quatro fases e será discutido posterior-mente. Desse modo, o desenvolvimento dosistema radicular é considerado nos cálculosda planilha na forma apresentada na Figura 1.

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Na realidade, pode ser que o Z seja mais rasoou mais profundo do que se supõe. Então,devem-se enfatizar os seguintes pontos: a)se o Z estiver mais raso, supondo que estejamais profundo, isso significa que o solo nazona radicular ficará seco por mais tempo,com irrigações menos freqüentes; b) se o Zestiver mais profundo, supondo que estejamais raso, isso significa que o solo na zonaradicular permanecerá sempre úmido, comirrigações mais freqüentes.

4.4. Estimativa da evapotranspira- ção da cultura (ETc)

A estimativa da ETc diária, no presente caso,é baseada na evaporação de água do tanqueClasse A (ECA), através da seguinte relação:

ETc = Kc × Kt × ECA (4)

Os parâmetros adimensionais Kc e Kt são,respectivamente, os coeficientes da cultura edo tanque. O produto Kt × ECA do ladodireito da equação representa aevapotranspiração de referência (ETo).Os valores de Kt podem ser obtidos empublicações especializadas, como Doorenbose Pruitt (1977) e Allen et al. (1998), os quaissão função do raio de bordadura do tanque(R), conforme está especificado na Figura 2,da umidade relativa do ar (UR) e da velocida-de do vento (v), obtidos por ocasião dacoleta da evaporação da água do tanque(ECA). Esses valores estão reproduzidos naTabela 4.

Com os dados da Tabela 4, Snyder (1992)desenvolveu a seguinte equação para permitira interpolação dos valores tabelados de Kt,na condição de tanque exposto, em condiçãode bordadura de cobertura vegetal (caso A daFigura 2):

Kt =0,482+ 0,024.ln(R) – 0,000376.u + 0,0045.UR

(5)em que:

Kt = coeficiente do tanque;

R = raio de bordadura do tanque (m);

u = velocidade do vento média (km/ dia);UR = umidade relativa do ar média (%).

Figura 2. Raio de bordadura (R) do tanqueClasse A em duas condições: emcultura verde (caso A) e em solo nu(caso B).

Figura 3. Valores estimados para ocoeficiente de cultura (Kc),segundo o manual FAO-24(Doorenbos e Pruitt, 1977) e FAO-56 (Allen et al., 1998), para cadafase do ciclo de crescimento. Parafacilitar a escolha dos valoresdentro da faixa apresentada, deve-se orientar pelas equações 6, 7 e 8e Tabelas 5 e 6.

Também para obtenção dos valoresde Kc, há publicações especializadas (como ade Doorenbos e Pruitt, 1977, e Allen et al.,1998) que os fornecem, os quais são variá-veis de acordo com o tipo de cultura, o seuestádio de crescimento e condições climáti-cas reinantes. Para as culturas anuais, osvalores de Kc podem variar na forma apresen-tada pela Figura 3, de acordo com o seuestádio, sendo que os valores mínimos emáximos dependem também das condiçõesclimáticas locais.

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Tabela 4. Valores do coeficiente do tanqueClasse A (Kt), segundo as condi-ções do seu raio de bordadura (R),velocidade média do vento (v) eumidade relativa média do ar (UR)de 24 h predominantes no períodode leitura da evaporação(Doorenbos e Pruitt, 1977).

As equações seguintes foram usadas paraestimar o coeficiente de cultura inicial (Kc

1),

de acordo com a demanda evaporativa (Tabe-la 5) e com o turno de irrigação variando de 1a 6 dias (TI):

Kc1= a + b.TI (6)

em que:

Kc1= coeficiente de cultura para a

Fase 1;

TI = turno de irrigação na Fase 1 (dias, 1 ≤ TI ≤ 6 dias);

a = coeficiente para a interseção emTI = 0 (Tabela 5);

b = coeficiente para a declividade dareta (Tabela 5).

A equação 6 foi gerada através de ajusterealizado nas curvas apresentadas de Kc ×ETo × TI, por Doorenbos e Pruitt (1977),adaptadas à nova metodologia para a obten-ção do Kc

1, segundo Allen et al. (1998), para

qualquer cultura anual na fase 1 do seu ciclode desenvolvimento.

Os valores do Kc para a fase 3 (Kc3) foram

obtidos a partir de uma condição padrão(umidade relativa mínima de 45% e velocida-de do vento, a 2 m de altura, igual a 2 m/s),segundo Allen et al. (1998), para as diversasculturas mostradas na planilha (Tabela 6). Ascorreções para a classe de demandaevaporativa (Tabela 5) foram feitas de acordocom a equação:

Kc3 = Kc

3(tab) + [0,04.(u

2 – 2) –

0,004.(URmin

– 45)].(h/3)0,3 (7)

em que:Kc

3 = valor do coeficiente de cultura

para a fase 3, corrigido segun-do a demanda evaporativa;

Kc3(tab) = valor do Kc

3 para uma

condição padrão (Tabela 6);

u2 = valor médio da velocidade do

vento diário a 2 m de alturaacima da grama, durante a fase3 (m/s), sendo 1 ≤ u

2 ≤6 m/s;

URmin

= valor médio da umidaderelativa mínima diária durantea fase 3 (%), sendo 20 ≤UR

min ≤ 80%;

Tabela 5. Valores dos coeficientes “a” e “b”

da equação 6, que prediz o

coeficiente de cultura na fase 1

(Kc1) do ciclo fenológico de

culturas anuais, segundo a

demanda evaporativa predominante.

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5.5. Descrição dos parâmetrosincorporados na planilha

a) Considerações gerais

Utilizou-se a planilha eletrônica Excel, daMicrosoft, para a entrada, processamento esaída dos dados.

O arquivo (pasta de trabalho) possui trêsplanilhas, segundo o grupo de cultura:

1) Leguminosas e Oleaginosas;2) Cereais e Fibras;3) Hortaliças.

É importante que se faça cópia da planilhamatriz toda vez que se necessite implantarum novo cultivo a ser irrigado.

A planilha é composta de 13 colunas visíveis(de A a M) e de tantas linhas quantas foremnecessárias, dependendo do número total dedias do ciclo da cultura. Por exemplo, para ocaso do milho, com o seu ciclo culturalvariando de 125 a 180 dias, o número totalde linhas vai variar de 151 a 206, respectiva-mente. No caso das leguminosas e oleagino-sas e hortaliças, há espaço disponível parauma cultura com ciclo de até 180 dias, o quecorresponde a um total de 206 linhas e, nocaso dos cereais e fibras, há espaço para até200 dias (226 linhas).

As células possuem sete cores diferentes:branca, verde-escura, cinza, amarela- clara,laranja (abóbora), azul-clara e verde-clara.Além dessas, há quatro cores de tons fortes(vermelha, amarela, verde e azul) para identi-ficar as demandas evaporativas (4-muito alta,3-alta, 2-moderada e 1-baixa, respectivamen-te).

As seguintes características são observadas,de acordo com a convenção de cores utiliza-das na planilha:

À exceção das células amarela-claras e laran-jas, todas as células estão protegidas, inclu-sive através de senha, contra qualquer tipode alteração. Além disso, algumas têm oconteúdo oculto.

Tabela 6. Valores da faixa de duração totaldo ciclo, do percentual de duraçãodas fases (conforme Figura 3

),

dos coeficientes de cultura nafase 3 do ciclo vegetativo (Kc

3) e

das alturas (h) das culturas anuaisutilizadas na planilha, de acordocom uma condição climáticapadrão de umidade relativa mínima(UR

min) de 45% e velocidade do

vento a 2 m de altura (u2) de 2 m/s

(Allen et al., 1998).

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As células que possuem um pequeno triân-gulo vermelho no canto superior direito têmuma descrição resumida do que representa acélula em questão. Para tal, deve-seposicionar o cursor exatamente sobre otriângulo.

A planilha está dividida em duas partes; aprimeira, que corresponde às linhas 4 a 23,deve ter as suas células amarela-claras e/oularanjas preenchidas com os parâmetrosbásicos de cultura, de solo e de clima; asegunda, que corresponde às linhas a partirda linha 25, deve ter as células amarela-claras preenchidas dia-a-dia, o que vai gerarnas células azul-claras e verde-claras osresultados referentes à cultura no dia emquestão e se haverá necessidade de irrigaçãoou não, além das lâminas adicional e reco-mendada líquidas necessárias.

Além disso, há colunas ocultas (N a T) quesão auxiliares para diversos cálculos. Essasserão descritas adiante e são preenchidastambém automaticamente.

b) Descrição da primeira parte da planilha(colunas A a M, linhas 4 a 23)

As células a serem preenchidas são as ama-rela-claras e/ou laranjas, de acordo com oque é solicitado nas células cinzas do ladoesquerdo. Todas as células amarela-clarasobrigatoriamente deverão ser preenchidas,ressalvando-se essa obrigatoriedade apenaspara as células pontilhadas J20, desde quetodas as células laranjas F21, H21 e J21sejam preenchidas, e a M20, desde queapenas a célula laranja F21 seja preenchida.

Linha 4 – Identificação da fazenda, proprietá-rio, área, gleba de cultivo etc.

As linhas 6 a 10 referem-se a parâmetros dacultura, quer sejam tipo de cultura, data doplantio, duração total do ciclo, profundidadede semeadura e profundidade máxima efetivado sistema radicular. Há três planilhas, se-gundo a classe de cultura, de modo que cadaclasse possui sete tipos de culturas diferen-tes:

I) Leguminosas e Oleaginosas: Amen-doim, Canola (Colza), Feijão, Feijão Caupi,Girassol, Mamona e Soja;

II) Cereais e Fibras: Algodão, Aveia,Cevada, Milheto, Milho, Sorgo e Trigo;

III) Hortaliças: Batata, Cebola, Cenou-ra, Ervilha, Melancia, Melão e Tomate.

Linhas 6 e 7 – Escolha da cultura pelo núme-ro, conforme a listagem apresentada.

A data do plantio deve ser preenchida noformato dd/mm/aa. A duração total do cicloda cultura deve ser prevista, o que dependedo tipo de cultura, da época e da região doplantio. A profundidade de semeadura (Zo)também deve ser indicada, assim como aprofundidade máxima efetiva do sistemaradicular (Z), cujos valores mais prováveissão também apresentados de acordo com otipo de cultura.

Linhas 9 e 10 – Data do plantio, duração dociclo, profundidade de semeadura (Zo) eprofundidade máxima efetiva do sistemaradicular (Z

máx).

As linhas 12 a 16 referem-se a parâmetros dosolo, os quais são a capacidade de campo(CC), o ponto de murcha permanente (PMP),a densidade (d), a umidade inicial do solo, ofator de depleção (p) e a capacidade total deágua disponível (CTAD). CC e PMP já foramdefinidos e devem ter entrada na unidade %peso. A umidade inicial é aquela em que osolo se encontra no dia da semeadura; entre-tanto, havendo dificuldade na sua determina-

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ção, pode ser considerado como se fosse oPMP, caso não tenham ocorrido chuvas nosdias anteriores ao plantio. O p é estimadopara cada uma das quatro fases do ciclo dacultura, sendo que a Tabela 2 pode facilitar aescolha desse parâmetro. O CTAD (célulasG16 e H16) é calculado automaticamente, deacordo com a CC, o PMP e d.

Linhas 14 a 16 – Umidade do solo na capaci-dade de campo (CC) e no ponto de murchapermanente (PMP), densidade do solo, umi-dade inicial do solo (Ui), coeficiente dedepleção ou esgotamento (p) e capacidadetotal de água disponível (CTAD).

referência (ETo) for outro, digita-se o valor“1” (um). Os outros valores de Kc (célulasH22 ou G22, J22 ou l22 e K22) são de preen-chimento automático, segundo a demandaevaporativa e TI inicial. Além disso, há oKc(5) (célula K22) para “hortaliças”, cujosvalores variam de acordo com o tipo decultura. As declividades da reta entre osKc(1) e Kc(3) e Kc(3) e Kc(5) são apresenta-das na linha 23.

As linhas 18 a 23 referem-se a parâmetros doclima: demanda evaporativa do local (4-muitoalta, 3-alta, 2-moderada e 1-baixa), turno deirrigação (TI) previsto para a fase 1 do cicloda cultura, os coeficientes de cultura (Kc)opcionais (linha 21), o coeficiente do tanqueClasse A (Kt) e os coeficientes de cultura(Kc) processados automaticamente. A linha23 fornece automaticamente os valores dadeclividade da curva do Kc da fase 1 para afase 3 e da fase 3 para a fase 4 (veja Figura3).

Linhas 19 a 23 – A escolha da demandaevaporativa é feita conforme os comentáriosdas células E20, F19, G19, H19 e I19 e onúmero referente (de 1 a 4) é colocado nacélula J20. O turno de irrigação previsto paraa fase 1 é posto na célula M20. O preenchi-mento das células J20 e M20 é desnecessá-rio caso sejam preenchidos todos os valoresde Kc na linha 21 (células laranjas). Se so-mente o valor do Kc(1) (célula F21) for preen-chido, neste caso somente a célula M20poderá ficar vazia. O valor do coeficiente dotanque Classe A é preenchido na célula F22(ou E22, se for “hortaliças”), porém se ométodo de determinar a evapotranspiração de

Como já foi frisado, somente as colunas quepossuem células amarela-claras (F, G e L)serão preenchidas pelo usuário. As demaissão preenchidas automaticamente, de acordocom os parâmetros de entrada das célulasamarela-claras.

Coluna A - representa a data que é preenchi-da automaticamente, a partir da entrada dadata do plantio (célula G9) e duração total dociclo (célula I9). Com as datas, há o acompa-nhamento da irrigação da cultura no dia-a-dia. A data se encerra no último dia da dura-ção total do ciclo da cultura.

Coluna B – representa os dias após a semea-dura (DAS). Também é preenchida em funçãoda data do plantio e duração total do ciclo. Adata do plantio é o DAS = 0.

Coluna C - mostra uma das quatro fases dociclo fenológico na qual a cultura se encon-tra. A divisão dessas quatro fases é baseadana Figura 3, segundo a duração total do cicloda cultura.

c) Descrição da segunda parte daplanilha (colunas A a M, linha 25 emdiante)

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Coluna D - apresenta o desenvolvimento dosistema radicular a partir da profundidade desemeadura (Zo – célula G10) até a profundi-dade máxima efetiva do sistema radicular(Z

max -

célula I10). A evolução do desenvolvi-

mento é baseada de tal forma que o seudesenvolvimento é linear e se completa noinício da Fase 3, conforme está na Figura 1.

Coluna E - é o coeficiente de cultura (Kc),que também evolui como está mostrado naFigura 3. Para o Kc da Fase 1, é utilizada acélula H22 (ou G22, para as hortaliças), daFase 3 a célula J22 (ou I22, para hortaliças) eum valor fixo de 0,35 para o Kc de colheita,exceto para hortaliças, que é variável deacordo com a célula K22.

Coluna F - é a de entrada dos dados referen-tes à evaporação da água do tanque ClasseA (ECA), que é preenchida diariamente. Se sedispuser de dados da evapotranspiração dereferência (ETo) diretamente, então deve-secolocar o valor 1 para o coeficiente de tan-que (Kt – célula F22 ou E22, se for hortali-ças).

Coluna G - para a entrada dos dados referen-tes à precipitação pluviométrica (chuva)ocorrida diariamente. Para maior coerêncianos resultados, devem-se preencher as colu-nas F e G com os valores do dia das medi-ções de ECA e chuva, mesmo que a maiorparte represente o dia anterior. Preferencial-mente, essas medições devem ser feitasantes das nove horas da manhã e todos osdias no mesmo horário determinado.

Coluna H - mostra a chuva efetiva, que, nopresente caso, significa toda a chuvainfiltrada no solo e que reponha ao mesmo asua umidade no máximo até a capacidade decampo (CC) no perfil de solo (Z) do diaobservado. O que exceder além da CC édesprezado e o que ficar aquém é considera-do. Aqui é levado em consideração que todaa chuva é infiltrada no solo.

Coluna I - é apresentada a necessidade ounão de irrigação no dia em questão. É preen-chida automaticamente tão logo se entrecom o valor de ECA ou ETo na coluna F.

Coluna J – mostra uma fração da lâmina deirrigação do plantio que não tenha sidocoberta integralmente no dia do plantio, istoé, é a lâmina de água adicional necessárianas irrigações subseqüentes à irrigação doplantio, para que o solo na profundidadeefetiva máxima do sistema radicular (Z) atinjaa capacidade de campo (CC). O ideal é queesta lâmina seja coberta o mais rápido possí-vel, uma vez que não foi possível aplicá-lacompletamente na data do plantio.

Coluna K – é a lâmina líquida de irrigaçãorecomendada no dia em questão, é baseadano balanço da região onde existe o sistemaradicular, por isso é menor nos primeiros diase aumenta gradativamente com o crescimen-to do sistema radicular. O cálculo é baseadono balanço da água no solo (coluna auxiliarP), dentro de um fator de depleção (p) esta-belecido, segundo a fase da cultura (célulasE15, G15, I15 e K15), e da evapotranspiraçãodiária da cultura (coluna auxiliar Q). Comoanteriormente discutido, esse balanço temcomo base as equações 2 e 3. Diariamente éapresentada uma lâmina, independentementese há recomendação de irrigação na coluna I.

Coluna L – é a lâmina líquida de irrigação queserá digitada pelo usuário, ou seja, é a lâmi-na que efetivamente será utilizada ou aplica-da na respectiva data e que, portanto, entra-rá nos cálculos do balanço. O ideal é queesta lâmina seja a soma da lâmina adicional(coluna J) com a lâmina recomendada do dia(coluna K). Se houver lâmina recomendada e/ou lâmina adicional e se não for digitadonenhum valor, o balanço ficará inalterado.

Coluna M – significa o percentual da reservade água no solo do dia anterior (rasda). É aflutuação do fator de depleção (p) ou da

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reserva de água do solo no dia-a-dia. Deve-seter em mente que valores menores que 10%(< 10%) devem ser evitados e, caso ocorramem dias simultâneos, isso significa que acultura está sofrendo severo déficit hídrico,havendo a necessidade de tomar a decisãode irrigar com urgência.

d) Descrição das colunas auxiliares (colunas N a T)

Para melhor estética da planilha, essas colu-nas se apresentam ocultas.

Coluna N – nas linhas 8 a 12 está a descri-ção para os cálculos no lado direito (colunaO) do percentual (em decimal) da duraçãodas fases 1 a 4 do ciclo fenológico. Na linha15 há a descrição para a altura máxima dacultura e, na linha 17, o coeficiente de cultu-ra (Kc) na fase 3, para uma condição padrãode umidade relativa mínima de 45% e veloci-dade de vento (u

2) de 2 m/s, segundo Allen

et al. (1998). Além dessas, há, a partir dalinha 24, a apresentação diária da água totaldisponível (ATD) no solo, que é calculada emfunção da CTAD (célula G16) e dos valoresdiários de Z constantes na coluna D.

Coluna O – nas linhas 8 a 17, são realizadosos cálculos conforme as descrições apresen-tadas na coluna N. A partir da linha 24, sãoapresentados os valores diários da águafacilmente disponível (AFD) no solo, que écalculada pelo produto da ATD (coluna N) e ofator de depleção (p) estipulado para cadafase do ciclo cultural (células E15, G15, I15 eK15).

Coluna P - onde se realiza o balanço da águano solo propriamente dito, o qual é baseadonas equações 2 e 3. A chuva efetiva e airrigação somadas são consideradas comoparâmetros de entrada e a evapotranspiraçãoda cultura (ETc), como parâmetro de saída dobalanço. Todas as vezes que, no dia anterior,o balanço se tornar nulo ou for negativo,haverá necessidade de reposição de água no

solo até a sua capacidade de campo, ou seja,é recomendada a irrigação no dia em ques-tão. No cálculo desse balanço, diariamente, aágua é retirada da AFD no solo pelo consumoda ETc da cultura.

Coluna Q - representa a ETc diária, que écalculada segundo a equação 4, pelo produtoda evaporação da água do tanque Classe A(ECA – coluna F), coeficiente do tanque (Kt –célula F22 ou E22 no caso das hortaliças) eos coeficientes da cultura diários (Kc –coluna E).

Coluna R – balanço realizado paralelo àcoluna J, mas que possui maior dinamismopara auxiliar no balanço global na coluna P.

Coluna S – balanço realizado paralelo àcoluna P, para que auxilie na recomendaçãode irrigar (sim ou não – coluna I).

Coluna T – balanço paralelo à coluna H, semconsiderar a lâmina adicional necessária(coluna J) para auxiliar no balanço global nacoluna P.

5. Algumas Considerações

Na elaboração da presente metodologia paraprogramar a irrigação das culturas, emboratenha sido levado em conta todo oembasamento técnico-científico necessário,sempre optou-se pela escolha de coeficientese/ou condições que contemplassem o fatorsegurança, ou seja, minimizar situações derisco que pudessem conduzir a cultura aalgum tipo de estresse hídrico. Entretanto,algumas considerações devem ser feitas,haja vista que reduções das lâminas líquidase/ou ampliações dos intervalos entre irriga-ções podem ser realizadas, desde que estu-dos mais detalhados possam ser feitos de talforma a elucidar esses aspectos:

a) as irrigações iniciais, principal-mente do período que vai dasemeadura até a emergência,

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podem ter o intervalo entre elasampliado, pela escolha de ummaior coeficiente de depleção (p)da água no solo. Isso poderiafavorecer um maior crescimentoradicular, porque, uma vez quedeverá haver umidade no solo emmaior profundidade (devido àirrigação com lâmina maior no diado plantio), isso possibilitaria a“busca” pela água em camadasmais profundas do solo. Algunsestudos (dentre eles, o deAlbuquerque, 1997) comprovamque plantas submetidas a deter-minado grau de estresse hídricona fase inicial tendem aaprofundar mais o sistemaradicular em relação a plantasbem supridas de água nesseperíodo. Por outro lado, um turnode irrigação (TI) maior na fase 1do ciclo fenológico conduz amenores perdas por evaporaçãode água da superfície do solo, oque é ratificado pelo menor valordo coeficiente de cultura (Kc)quando se aumenta o TI nessafase. No entanto, a decisão dealterar os valores de p ou TI deveser tomada com muito cuidado,porque solos que formamencrostamento superficial ou têmbaixa capacidade de retenção deágua, combinada com condiçãoclimática de alta demandaevaporativa podem submeter asplântulas a estresses hídricos e/ou mecânicos severos, podendoaté exterminá-las.

b) A chuva excessiva para as plan-tas, ou seja, aquela fração dachuva que não é a efetiva, podetambém contribuir com umaparcela de efetividade, porque,nos cálculos, o que está além daumidade da capacidade de campo

(CC) é desconsiderado; entretan-to, dependendo do tempo deredistribuição da água no soloapós a chuva, uma fração da águaque fica acima da CC pode serabsorvida pelas raízes. Devido aisso, aumentar o valor da chuvaefetiva no balanço da água nosolo (porque é conseqüência deum suposto aumento da reservade água no solo) significa ummaior TI após a chuva e menorvolume de água bombeada parairrigação no cômputo geral. Po-rém, estudos em diferentes condi-ções devem ser realizados paraobter a chuva real efetiva para acultura após períodos de chuvasintensas.

c) A decisão de irrigar a cultura apóso dia recomendado afetará o valorde p, ficando cada vez maior, diaapós dia, que o valor previamenteestabelecido. Isso interfere direta-mente na evapotranspiração dacultura (ETc), deixando de ser asua condição potencial ou máxi-ma (ETm). Como todos os cálcu-los na planilha são feitos emrelação à ETm, mesmo que o pultrapasse o seu valorpreestabelecido, há umasuperestimativa nos valores dalâmina líquida se a decisão deirrigação passar além do diarecomendado. Haveria necessida-de de se conhecerem coeficientesde redução sobre a ETm toda vezque o p fosse ultrapassado; dequalquer modo, essa situação nãoé recomendável, pois a cultura,teoricamente, estaria sofrendodéficit hídrico e, dependendo damagnitude e do número de ocor-rências, afetará negativamente aprodutividade final e a qualidadedo produto.

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

1a edição1a impressão (2001): 500 exemplares

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

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

Comitê depublicações

Expediente

CircularTécnica, 10

5. Agradecimentos

Às estagiárias Denise de Freitas Silvae Cláudia Figueiredo Garrido Cabanellas acontribuição para a melhoria na parte estéticada planilha, tornando-a de apresentação maisagradável.

6. Literatura Citada

ALBUQUERQUE, P.E.P. Evapotranspiração,balanços de energia e da água no solo e índi-ces de estresse hídrico da cultura, em feijoeiro(Phaseolus vulgaris L.), submetido a diferen-tes freqüências de irrigação. 1997, 147 f.Tese (Doutorado em Irrigacao e Drenagen) –Universidade Estadual Paulista, Faculdade deCiencias Agronomicas, Botucatu, SP.

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