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GCCA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Informações iniciais importantes httpscnabrasilorgbrnoticiasbrasiltempotencialdeampliarareairrigadacomusodetecnologias httpseoscomptblogtecnologianaagricultura httpsblogclimatefieldviewcombrmaioresprodutoresagricolasmundo httpswwwcanalruralcombragriculturainovacaonoagroirrigacaoporassinaturasetornarealidade nobrasil Vital Pedro da Silva Paz vitalpazufrbedubr O FUTURO DA AGRICULTURA BRASILEIRA 10 VISÕES Aline Maldonado Locks Amanda Poldi Ana Mendes Carlos Melles Daniel Carrara Eliseu Alves Francisco Turra José Eustáquio R Vieira Filho José Luiz Tejon Megido Leila Harfuch Márcio Lopes de Freitas Marcos Fava Neves Mariana Vasconcelos Rodrigo C A Lima Sumário Introdução O que esperar da produção agropecuária no Brasil 11 Eliseu Alves e José Eustáquio R Vieira Filho O Brasil plantou um futuro verde 17 Aline Maldonado Locks O Brasil como fornecedor mundial sustentável de alimentos bioenergia e outros agroprodutos 25 Marcos Fava Neves O Brasil que alimenta o futuro comunhão em longo prazo 35 Carlos Melles Alimentar é construir o futuro desafios rumo à segurança alimentar em 2050 43 Daniel Carrara O agro em 2050 será mais cooperativo 53 Márcio Lopes de Freitas Brasil o futuro do agribusiness 63 José Luiz Tejon Megido Brasil até 2050 exportador de soluções para sustentabilidade e inovação no agronegócio 71 Mariana Vasconcelos e Ana Mendes Regulação de alimentos e inovação caminhos conjuntos para a segurança alimentar e a produção de alimentos até 2050 83 Amanda Poldi Crescendo juntos biocombustíveis e produção de alimentos 93 Francisco Turra Agropecuária de baixo carbono e inovação uma agenda essencial para o futuro da agropecuária brasileira 103 Rodrigo C A Lima e Leila Harfuch A agricultura não é apenas uma indústria entre muitas outras é a base de todas as outras indústrias Edward H Faulkner Crescimento do Agronegócio nos Estados Brasileiros em 2023 Estado Crescimento do PIB Agropecuário 1 Mato Grosso do Sul 320 2 Tocantins 256 3 Mato Grosso 235 4 Paraná 229 5 Rio Grande do Norte 208 6 Goiás 200 7 Piauí 168 8 Maranhão 167 9 Alagoas 160 10 Rondônia 153 A agricultura não é apenas uma indústria entre muitas outras é a base de todas as outras indústrias Edward H Faulkner Crescimento do Agronegócio nos Estados Brasileiros em 2023 Estado Crescimento do PIB Agropecuário por Estado 11 Santa Catarina 150 12 Minas Gerais 144 13 Rio Grande do Sul 140 14 Bahia 122 15 Acre 103 16 São Paulo 81 17 Pará 78 18 Distrito Federal 74 19 Roraima 69 20 Pernambuco 61 A agricultura não é apenas uma indústria entre muitas outras é a base de todas as outras indústrias Edward H Faulkner Crescimento do Agronegócio nos Estados Brasileiros em 2023 Estado Crescimento do PIB Agropecuário por Estado 21 Rio de Janeiro 60 22 Paraíba 47 23 Amapá 44 24 Sergipe 43 25 Amazonas 01 26 Espírito Santo 21 27 Ceará 74 Fonte Resenha Regional do BB 022024 ecodescomplicada Passe para o lado GCCA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Bibliografia sugestões GCCA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Bibliografia sugestões RELAÇÃO SOLOÁGUA ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO Material didático preparado para a disciplina GCCA 039 Irrigação e Drenagem Vital Pedro da Silva Paz vitalpazufrbedubr 8 As apresentações disponibilizadas não são suficientes para a consolidação do conhecimento e aproveitamento nas avaliações É indispensável o estudo e a pesquisa nas literaturas livros recomendadas bem como a revisão de conteúdos de disciplinas anteriores O conteúdo apresentado segue as fundamentações e descrições disponíveis nas literaturas recomendadas devendo ser consultadas pelos discentes para a consolidação da compreensão e do aprendizado Importante destacar que a presente exposição não exclui a necessidade de revisão estudo eou pesquisa na literatura de forma a complementar as discussões as dúvidas e os questionamentos dos interessados O material preparado se constitui em uma compilação cuidadosa para o melhor entendimento Tratase de temas com vasta e acessível disponibilidade de material bibliográfico e de pesquisa para estudo e compreensão inclusive conteúdo de disciplina que antecede GCCA 005 Física do Solo 9 RELAÇÃO SOLOÁGUA Revisão O presente material foi preparado a partir da consulta de publicações de vários autores livros artigos apontamentos e notas bem como informações disponíveis e de acesso digital livre No caso de figuras e ilustrações não representam qualquer interesse preferência ou recomendação comercial Foram usadas para melhor entendimento e compreensão pelos interessados O propósito do material é exclusivamente atender ao ofício acadêmico e pedagógico para formação de recursos humanos qualificados para a agricultura irrigada com maior responsabilidade e princípios de respeitos aos recursos naturais O uso da água associado ao seu manejo adequado e eficiente é exigência fundamental para o desenvolvimento econômico e social do maior setor de produção de alimentos insumos bens e serviços indispensáveis para a melhoria da qualidade de vida A irrigação quando bem utilizada se constitui na mais forte ferramenta tecnológica para a produção sustentável sob o contexto econômico social e ambiental 10 O solo mais do que simplesmente a camada superficial da Terra é conceituado como o substrato terrestre que contém matérias orgânicas e é capaz de sustentar plantas e vegetais sobre si em um ambiente aberto sendo resultante do intemperismo e da decomposição das rochas Primavesi 2006 A base de toda a produção agrícola é o solo o qual não se restringe apenas às suas partículas minerais areia silte e argila inclui também organismos vivos matéria orgânica água e ar Seu equilíbrio se reflete no potencial produtivo e na sustentabilidade agrícola DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO Relação SoloÁgua 11 Solo é o produto de transformação das substâncias orgânicas e minerais da superfície da terra sob a influência dos fatores ambientais que operam por um período de tempo muito longo e apresentando uma organização e morfologia definidas É o meio de crescimento para as plantas superiores e a base da vida para os animais e seres humanos DIEDRICH SCHROEDER 1984 O solo pode ser considerado um sistema trifásico composto de uma fase sólida constituída por partículas minerais e orgânicas de variada composição tamanho e arranjo definindo um sistema poroso Outra a fase líquida constituise da solução do solo cujo solvente principal é a água que ocupa parte do volume do espaço vazio do arranjo poroso O restante do espaço é ocupado pela fase gasosa o ar do solo do qual um componente de estrema importância é o vapor dágua geralmente em equilíbrio com a água líquida Relação SoloÁgua DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO 12 Serve de apoio físico sustentação químico e biológico para o crescimento vegetal Funciona como reservatório de água essencial para o desenvolvimento vegetal e produção agrícola Relação SoloÁgua DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO 13 A fração sólida constitui de partículas classificadas de acordo com o tamanho médio dos grãos partículas Areia 2 002 mm Silte 002 0002 mm Argila 0002 mm FRAÇÃO SÓLIDA DO SOLO Relação SoloÁgua 14 TEXTURA DO SOLO proporções de areia silte e argila ESTRUTURA DO SOLO arranjo das diversas partículas juntamente com os efeitos cimentantes de materiais orgânicos e inorgânicos Os materiais orgânicos sólidos se constituem de resíduos vegetais e animais vivos e em decomposição por exemplo húmus FRAÇÃO SÓLIDA DO SOLO Relação SoloÁgua 15 A fração líquida constitui água contendo minerais dissolvidos e materiais orgânicos solúveis Ocupa parte ou quase o todo do espaço vazio entre as partículas sólidas dependendo da umidade do solo A água é absorvida pelas plantas ou é drenada para camadas mais profundas Reposta pela chuva ou pela irrigação FRAÇÃO LÍQUIDA DO SOLO Relação SoloÁgua 16 Constituise do ar do solo ou da atmosfera do solo ocupando o espaço poroso não ocupado pela água Esta é uma porção importante do sistema solo pois a maioria das plantas exige certa aeração do sistema radicular exceção de plantas aquáticas como o arroz FRAÇÃO GASOSA DO SOLO Relação SoloÁgua 17 Textura Estrutura Característica físicohídricas CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Relação SoloÁgua 18 A textura adquire importância nas relações soloáguaplanta por interferir na infiltração na evaporação e no suprimento de nutrientes Distribuição das partículas de acordo com o tamanho Classes de tamanho de partículas ou textura do solo podem ser descritas pela proporção de frações de areia silte ou argila na terra fina seca ao ar com o nome da fração dominante TEXTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 19 A textura pode dar uma idéia a respeito da quantidade de água a ser armazenada no solo Solos com partículas grosseiras ótimas propriedades quanto à permeabilidade e arejamento baixa capacidade de retenção de água Solos com partículas finas boa ou satisfatória capacidade de retenção permeabilidade e o arejamento reduzidos prejudicando o desenvolvimento das plantas TEXTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 20 A determinação dos tamanhos de partículas frações e classes textura envolve a medida dos tamanhos de partículas usando peneiras e análise de sedimentação sob centrifugação para subdividir a fração argila Classes texturais do solo segundo a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo TEXTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 21 A estrutura do solo depende da maneira pela qual as partículas primárias minerais ou orgânicas são mantidas juntas ou agregadas em unidades estruturais A estrutura do solo depende ainda da maneira com que os agregados naturais e os vazios são espacialmente arranjados dando origem a poros e fissuras no solo SOLTA partículas se encontram completamente livres umas das outras MACIÇA partículas reunidas em grande número formando grandes torrões AGREGADOS condição intermediária partículas reunidas em grânulos conhecidos por aglomerados ESTRUTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 22 Indiretamente ligada à estrutura Como o solo é um material poroso por compactação a mesma massa de material sólido pode ocupar um volume menor COMPACTAÇÃO DO SOLO Relação SoloÁgua 23 A compactação que é diferente do processo natural do adensamento é consequência da desestruturação do solo em função do uso e manejo incorretos do solo COMPACTAÇÃO DO SOLO Relação SoloÁgua 24 Altamente dinâmica varia muito no tempo em resposta a mudanças nas condições naturais ou nas práticas de manejo do solo Na superfície a estrutura é afetada pelo preparo do solo e nos horizontes mais profundos ela é típica para cada solo Boa estrutura melhora a permeabilidade do solo à água dá melhores condições de aeração e penetração de raízes Solo sem estrutura é massivo pesado para ser trabalhado com problemas de penetração de água e de raízes ESTRUTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 25 RELAÇÕES MASSAVOLUME Espaço poroso Matéria sólida Relação SoloÁgua 26 DENSIDADE DAS PARTÍCULAS Pequena variação entre os solos Valor médio 265 g cm3 RELAÇÕES MASSAVOLUME dp Ms Vs g cm3 Relação SoloÁgua 27 Bastante variável dada a sua dependência da textura estrutura e grau de compacidade Solos arenosos 13 18 g cm3 Solos argilosos 11 15 g cm3 É a densidade do solo incluindo os poros medida como o peso do solo seco por unidade de volume total DENSIDADE GLOBAL RELAÇÕES MASSAVOLUME dg Ms Vt g cm3 Relação SoloÁgua 28 RELAÇÕES MASSAVOLUME Determinação da densidade Relação SoloÁgua 29 O total do volume de poros compreende a contribuição de poros grandes médios e finos e como eles se comportam de modo diferente em relação à água e ao ar Poros grandes com diâmetro médio 10 μm conduzem a água de percolação 1050 μm lentamente 50 μm facilmente drenado Esses poros estão ocupados com ar quando a água livre é removida Poros médios 1002 μm retém água que é disponível para as plantas e estão ocupados com ar quando a água livre é removida Poros finos 02 μm água retida nestes poros não é disponível para as plantas Somente contém ar quando severamente seco RELAÇÕES MASSAVOLUME POROSIDADE Espaço poroso Matéria sólida Relação SoloÁgua 30 Maior porosidade indica maior capacidade do solo em armazenar água A porosidade total ou volume total de poros não dá indicação da distribuição de tamanho de poros RELAÇÕES MASSAVOLUME POROSIDADE α Vporos Vt Vw Va Vt Vt Vs Vt α 1 Vs Vt α 1 dg dp 100 Relação SoloÁgua 31 Classe textural dg g cm3 Argila Franco Areia 100 125 125 140 140 180 615 528 528 472 472 321 RELAÇÕES MASSAVOLUME DENSIDADE GLOBAL E POROSIDADE Relação SoloÁgua 32 Umidade à base de massa ou gravimétrica U é quantidade de água que contém o solo em relação a massa de solo seco UMIDADE base de massa U Mw Ms g g1 Relação SoloÁgua 33 RELAÇÕES MASSAVOLUME Umidade à base de volume ou volumétrica é a porcentagem de água que contém o solo com relação ao volume de solo UMIDADE base de volume θ Vw Vt cm3cm3 Relação SoloÁgua 34 RELAÇÕES MASSAVOLUME RELAÇÕES MASSAVOLUME UMIDADE base de volume θ Vw Vt dg Ms Vt Vt Ms dg θ Vw Ms dg Vw dg Ms θ Mw Ms dg θ U dg Vw Mw U Mw Ms Relação SoloÁgua 35 Referese ao espaço poroso total que é ocupado pelo ar também chamado de porosidade drenável Referese quanto em relação ao espaço poroso total é ocupado pela água RELAÇÕES MASSAVOLUME POROSIDADE LIVRE DE ÁGUA α α θ S θ α GRAU DE SATURAÇÃO Relação SoloÁgua 36 1 Coletouse uma amostra de solo à profundidade de 60cm com anel volumétrico de diâmetro de 75 cm e 75 cm de altura O peso úmido do solo foi 560g e após 48 horas em estufa à 105oC seu peso permaneceu constante e igual a 458g Qual a densidade global do solo Qual sua umidade na base de massa e volume 2 O solo da amostra anterior após 48 horas em estufa à 105oC foi colocado em uma proveta contendo 100cm3 de água Leuse então na proveta um volume de 269 cm3 Qual a densidade das partículas do solo 3 Qual a porosidade total a porosidade livre de água e o grau de saturação relativa da amostra do problema anterior 4 Coletouse uma amostra de solo com anel volumétrico de 200cm3 a uma profundidade de 10cm Obtevese m 332g e ms 281g Após a coleta fezse um teste de compactação do solo passando sobre ele um rolo compressor Nova amostra coletada com o mesmo anel e a mesma profundidade apresentou m 360g e ms 305g Determine antes e depois da compactação a densidade global U e a porosidade total Considere a densidade das partículas do solo igual a 27 gcm3 APLICAÇÃO Relação SoloÁgua 37 5 Uma amostra de solo foi coletada em um anel metálico de 5 cm de diâmetro por 5 cm de altura A massa do anel é de 825 g A pesagem do conjunto anel e solo úmido originou uma massa de 22485 g Em seguida o solo foi seco em estufa e o conjunto novamente pesado originando massa de 19355 g Qual a umidade do solo base em massa e em volume Qual a densidade do solo Qual a sua porosidade total 6 Um pesquisador necessita de exatamente 100 g de um solo seco e dispõe de uma amostra úmida com 0250 cm3cm3 e dg 125 gcm3 Quanto solo úmido deve pesar para obter o peso de solo seco desejado Relação SoloÁgua 38 ALBUQUERQUE P E P DURÃES F O M Uso e manejo de irrigação Embrapa BrasíliaDF 2ª ed 2013 528p BERNARDO S SOARES A A MANTOVANI EC Manual de irrigação UFVImprensa Universitária ViçosaMG 8ª ed 2006 625p CARVALHO D F de OLIVEIRA L F C Planejamento e manejo da água na agricultura Irrigada Editora UFV Viçosa MG 2012 220p REICHARDT K A água em sistemas agrícolas São Paulo Editora Manole Ltda 1990 188p REICHARDT K TIMM L C Solo Planta e Atmosfera conceitos processos e aplicações 1ª ed Barueri Manole 2004 v 1 478 p BIBLIOGRAFIA CONSULTADA E RECOMENDADA Relação SoloÁgua 39 O conteúdo apresentado segue as fundamentações e descrições disponíveis nas literaturas recomendadas devendo ser consultadas pelos discentes para a consolidação da compreensão e do aprendizado Importante destacar que a presente exposição não exclui a necessidade de revisão estudo eou pesquisa na literatura de forma a complementar as discussões as dúvidas e os questionamentos dos interessados O material preparado se constitui em uma compilação cuidadosa para o melhor entendimento Tratase de temas com vasta e acessível disponibilidade de material bibliográfico e de pesquisa para estudo e compreensão inclusive conteúdo de disciplina que antecede GCCA 005 Física do Solo 40 ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO O solo como reservatório O presente material foi preparado a partir da consulta de publicações de vários autores livros artigos apontamentos e notas bem como informações disponíveis e de acesso digital livre No caso de figuras e ilustrações não representam qualquer interesse preferência ou recomendação comercial Foram usadas para melhor entendimento e compreensão pelos interessados O propósito do material é exclusivamente atender ao ofício acadêmico e pedagógico para formação de recursos humanos qualificados para a agricultura irrigada com maior responsabilidade e princípios de respeitos aos recursos naturais O uso da água associado ao seu manejo adequado e eficiente é exigência fundamental para o desenvolvimento econômico e social do maior setor de produção de alimentos insumos bens e serviços indispensáveis para a melhoria da qualidade de vida A irrigação quando bem utilizada se constitui na mais forte ferramenta tecnológica para a produção sustentável sob o contexto econômico social e ambiental 41 SOLO REVISÃO CONCEITUAL O solo mais do que simplesmente a camada superficial da Terra é conceituado como o substrato terrestre que contém matérias orgânicas e é capaz de sustentar plantas e vegetais sobre si em um ambiente aberto sendo resultante do intemperismo e da decomposição das rochas Primavesi 2006 A base de toda a produção agrícola é o solo o qual não se restringe apenas às suas partículas minerais areia silte e argila inclui também organismos vivos matéria orgânica água e ar Seu equilíbrio se reflete no potencial produtivo e na sustentabilidade agrícola Armazenamento de água no solo 42 Solo é o produto de transformação das substâncias orgânicas e minerais da superfície da terra sob a influência dos fatores ambientais que operam por um período de tempo muito longo e apresentando uma organização e morfologia definidas É o meio de crescimento para as plantas superiores e a base da vida para os animais e seres humanos DIEDRICH SCHROEDER 1984 O solo pode ser considerado um sistema trifásico composto de uma fase sólida constituída por partículas minerais e orgânicas de variada composição tamanho e arranjo definindo um sistema poroso Outra a fase líquida constituise da solução do solo cujo solvente principal é a água que ocupa parte do volume do espaço vazio do arranjo poroso O restante do espaço é ocupado pela fase gasosa o ar do solo do qual um componente de estrema importância é o vapor dágua geralmente em equilíbrio com a água líquida Armazenamento de água no solo 43 Serve de apoio físico sustentação químico e biológico para o crescimento vegetal Funciona como reservatório de água essencial para o desenvolvimento vegetal e produção agrícola Armazenamento de água no solo 44 A umidade quantidade de água no solo pode ser medida por uma altura de água Armazenamento de água no solo 45 Relação entre Lâmina e Volume Imaginemos uma caixa dágua com dimensões de base de 1 m por 1 m Se colocarmos 1 mm de água teremos qual volume armazenado Área 1 x 1 1m2 Altura 1 mm 0001 m Volume Área x Altura Volume 1 m2 x 0001 m Volume 0001 m3 Como 1 m3 1000 L Então 0001 m3 1 L Assim 1 mm 1 itro em 1 m2 Vol A x h h Vol A Armazenamento de água no solo 46 10 mm 10 litro H2O Como deduzido antes Lâmina é a expressão do Volume por unidade de Área Lâmina é simplesmente Altura de Água constituída ao se colocar um dado Volume numa dada unidade de Área Quando se fornece essa Área em m2 e o Volume em Litros a altura resultante é milímetro mm Portanto quando expressamos Lâmina em mm temos intuitivamente o conhecimento da magnitude do evento Precipitação Evapotranspiração Evaporação Irrigação Drenagem quando projetamos essa Lâmina em termos de Altura da Água em 1 m2 de Área Armazenamento de água no solo 47 Relação entre Lâmina e Volume Água Z h X Y Água Sólidos Ar Água Como o solo é um reservatório quanto maior a profundidade Z maior a quantidade de água que pode ser armazenada h θ Armazenamento de água no solo 48 Vt x y z Vw x y h θ Vw Vt x y h x y z h z h θ z θ U dg Armazenamento de água no solo 49 Camada m dg g cm3 U 000 010 135 153 010 020 143 166 020 030 144 171 030 040 147 190 040 050 150 227 APLICAÇÃO Numa área cultivada com feijão 30 dias após a semeadura fizeramse medidas de umidade peso e densidade global do solo g cm3 e foram obtidos os seguintes dados Determine o armazenamento de água por camada e o armazenamento total no perfil amostrado A quantidade de água que se deve adicionar ao solo h para elevar sua umidade de i a f será É possível estimar a altura de água consumida pela cultura ou a variação de umidade no perfil do solo h hfinal hinicial θfinal θinicial Z h θ z Armazenamento de água no solo 50 APLICAÇÃO Em uma área cultivada com feijão a umidade do solo foi determinada em várias profundidades e em duas épocas diferentes Os valores estão apresentados na tabela abaixo Considerando que o solo tem densidade global de 142 gcm3 determine a Umidade volumétrica média do solo θ na camada de 0 30cm para as duas datas b Armazenamento de água no solo h na camada de 030cm para as duas datas c O consumo de água da cultura do feijão entre os dias 10 e 17 de abril em mmdia sabendose que não ocorreu irrigação nem precipitação neste período desconsiderar ascensão capilar drenagem ou percolação profunda Solo Saturado Capacidade de Campo Ponto de Murcha Permanente Armazenamento de água no solo 51 LIMITES DE UMIDADE SATURAÇÃO Um solo está saturado quando todos os seus poros estão ocupados pela água CAPACIDADE DE CAMPO Marca o limite superior de água no solo a água ocupa e está retida nos poros pequenos do solo e o ar ocupa parte do espaço dos poros maiores É o limite superior de umidade Ocorre após cessada a drenagem natural A quantidade de água que pode reter um solo à capacidade de campo depende da quantidade de microporos textura Energia de retenção de água na CC 13atm PONTO DE MURCHA PERMANENTE Marca o limite inferior de aproveitamento da água do solo pelas plantas Ocorre quando do murchamento das plantas de forma não reversível Armazenamento de água no solo 52 LIMITES DE UMIDADE LIMITE CRÍTICO Marca o limite de água no solo para uso pela planta sem que se configure risco ao desenvolvimento e provável redução do potencial de produção atribuído à ocorrência de déficit hídrico Máximo esgotamento de água permito no solo O limite crítico é definido pelo fator de disponibilidade total de água no solo f discutido adiante Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo 53 LIMITES DE UMIDADE Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O T O T A L Armazenamento de água no solo 54 LIMITES DE UMIDADE Em síntese Solo é um Reservatório de Água Mas o Solo não é um Reservatório Passivo à medida que seca a água vai sendo retida com mais energia httpconstrutorasousablogspotcom201306comodimensionarcaixadaguadaminhahtml A ϴSaturação seria o nível de água limitado pelo Extravasador No controle de estoque da água no Reservatório Solo a água além da CC e aquém do PMP não é contabilizada A ϴCC seria o nível de água limitado pela torneirabóia A ϴPMP delimita o nível de umidade do solo que seria equivalente ao nível do Volume Morto da Caixa dÁgua RESERVATÓRIO DE ÁGUA Armazenamento de água no solo 55 Considerando os conceitos de capacidade de campo e ponto de murcha e principalmente entendendo ser o solo um reservatório de água para as plantas podese expressar a quantidade de água disponível para uma dada profundidade corresponde à profundidade efetiva do sistema radicular da cultura Armazenamento de água no solo 56 httpsbrasilescolauolcombrbiologiatransporteativo passivohtm RESERVATÓRIO DE ÁGUA Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo 57 RESERVATÓRIO DE ÁGUA Água disponível AD quantidade de água que o solo pode armazenar entre CC e PM na camada de solo explorada pelas raízes da cultura Z em que CAD disponibilidade total de água cm cc umidade do solo à capacidade de campo cm3cm3 pm umidade do solo ao ponto de murcha cm3cm3 Z profundidade efetiva do sistema radicular cm CAD θCC θPM Z Armazenamento de água no solo CAPACIDADE DE ÁGUA DISPONÍVEL 58 h hcc hpm θCC Z θPM Z θ U dg Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O h θ Z Armazenamento de água no solo 59 httpsbrasilescolauolcombrbiologiatransporteativo passivohtm A CRA corresponde a uma reserva de água disponível que pode ser consumida sem que as plantas exerçam esforço excessivo sem que se configure déficit hídrico capaz de afetar a produção até o limite crítico Portanto uma fração da CAD em que CRA disponibilidade real de água cm f fração da disponibilidade total de água que a planta pode utilizar antes que se configure déficit hídrico CRA f θCC θPM Z CRA f CAD QUANTO REPOR QUANTO IRRIGAR Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 60 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Limite Crítico A fração de disponibilidade ou de esgotamento de água disponível tipo de cultura tipo de solo magnitude da demanda evapotranspirométrica da planta clima Doorenbos e Kassan 1979 valores de f em função do grupo da cultura e da evapotranspiração máxima diária Fração de disponibilidade f Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 61 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Grupo 1 cebola arroz alho folhosas Grupo 2 feijão trigo ervilha Grupo 3 milho girassol tomate batata Grupo 4 algodão amendoim sorgo soja canadeaçúcar Grupo de culturas Evapotranspiração máxima ETm mm dia1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 050 068 080 088 042 056 070 080 035 048 060 070 030 040 050 060 025 035 045 055 022 032 042 050 022 028 038 045 020 025 035 042 018 022 030 040 Doorenbos e Kassan 1979 valores de f em função do grupo da cultura e da evapotranspiração máxima diária Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 62 Fração de disponibilidade f Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O A CRA também denominada de IRN Irrigação real necessária ou Lâmina líquida de irrigação expressa o limite de depleção de água no solo reservatório devido ao uso da água pela cultura sem que ocorra déficit hídrico limite crítico Uma vez conhecendose a demanda diária da cultura ou Evapotranspiração ETm é possível estabelecer o tempo ou intervalo para que se proceda a reposição de água ao reservatório retornando ao limite superior CRA IRN f DTA Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 63 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo PERFIL DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO 64 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O O intervalo para reposição corresponde ao Turno de Rega TR ou intervalo entre irrigações não permitindo o consumo de água além do limite crítico retornando o reservatório para o limite superior de umidade 𝛉𝐂𝐂 Armazenamento de água no solo TURNO DE REGA TURNO DE REGA Lâmina líquida Evapotranspiração CRA ou IRN ETm 65 QUANDO REPOR QUANDO IRRIGAR Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Os sistemas hidráulicos sistemas de irrigação não apresentam 100 de eficiência em decorrência de vários fatores operacionais posteriormente discutidos Portanto para assegurar a reposição da lâmina líquida de água CRA IRN QUANTO REPOR QUANTO IRRIGAR Armazenamento de água no solo LÂMINA DE IRRIGAÇÃO LÂMINA BRUTA Lâmina líquida Eficiência 66 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo 67 Aplicação Uma cultura utilizou 45 da capacidade de água disponível CAD até a profundidade de 30 cm antes de uma nova irrigação Determinar a lâmina dágua que ficou no solo assumindose até aquela profundidade a umidade à capacidade de campo de 24 em volume e a umidade ao ponto de murcha permanente de 14 em volume Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Aplicação O Engenheiro Agrônomo Jerônimo Rodrigues da Silva competente e experiente foi convidado para desenvolver uma proposta com o objetivo de aumentar a produtividade de uma área mediante a implantação da tecnologia de irrigação Após uma avaliação detalhada do solo do clima e da cultura obteve as seguintes informações Solo Capacidade de campo 26 g da água100g de solo Ponto de murcha permanente 14 g de água100g de solo Densidade global 132 gcm3 Planta cultura Profundidade efetiva do sistema radicular 40 cm Fator de disponibilidade 06 Evapotranspiração máxima 46 mmdia Armazenamento de água no solo 68 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Determinar a Capacidade de água disponibilidade do solo b Capacidade real de água c Frequência de irrigação e a lâmina liquida d Lâmina liquida caso se adote uma frequência de 4 dias e Lâmina bruta a ser aplicada nos casos c e d supondo uma eficiência de 80 ALBUQUERQUE P E P DURÃES F O M Uso e manejo de irrigação Embrapa BrasíliaDF 2ª ed 2013 528p BERNARDO S SOARES AA MANTOVANI E C Manual de irrigação UFVImprensa Universitária ViçosaMG 8ª ed 2006 625p CARVALHO D F de OLIVEIRA L F C Planejamento e manejo da água na agricultura Irrigada Editora UFV ViçosaMG 2012 220p REICHARDT K A água em sistemas agrícolas São Paulo Editora Manole Ltda 1990 188p REICHARDT K TIMM L C Solo Planta e Atmosfera conceitos processos e aplicações 1ª ed Barueri Manole 2004 v 1 478 p Armazenamento de água no solo 69 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA E RECOMENDADA
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GCCA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Informações iniciais importantes httpscnabrasilorgbrnoticiasbrasiltempotencialdeampliarareairrigadacomusodetecnologias httpseoscomptblogtecnologianaagricultura httpsblogclimatefieldviewcombrmaioresprodutoresagricolasmundo httpswwwcanalruralcombragriculturainovacaonoagroirrigacaoporassinaturasetornarealidade nobrasil Vital Pedro da Silva Paz vitalpazufrbedubr O FUTURO DA AGRICULTURA BRASILEIRA 10 VISÕES Aline Maldonado Locks Amanda Poldi Ana Mendes Carlos Melles Daniel Carrara Eliseu Alves Francisco Turra José Eustáquio R Vieira Filho José Luiz Tejon Megido Leila Harfuch Márcio Lopes de Freitas Marcos Fava Neves Mariana Vasconcelos Rodrigo C A Lima Sumário Introdução O que esperar da produção agropecuária no Brasil 11 Eliseu Alves e José Eustáquio R Vieira Filho O Brasil plantou um futuro verde 17 Aline Maldonado Locks O Brasil como fornecedor mundial sustentável de alimentos bioenergia e outros agroprodutos 25 Marcos Fava Neves O Brasil que alimenta o futuro comunhão em longo prazo 35 Carlos Melles Alimentar é construir o futuro desafios rumo à segurança alimentar em 2050 43 Daniel Carrara O agro em 2050 será mais cooperativo 53 Márcio Lopes de Freitas Brasil o futuro do agribusiness 63 José Luiz Tejon Megido Brasil até 2050 exportador de soluções para sustentabilidade e inovação no agronegócio 71 Mariana Vasconcelos e Ana Mendes Regulação de alimentos e inovação caminhos conjuntos para a segurança alimentar e a produção de alimentos até 2050 83 Amanda Poldi Crescendo juntos biocombustíveis e produção de alimentos 93 Francisco Turra Agropecuária de baixo carbono e inovação uma agenda essencial para o futuro da agropecuária brasileira 103 Rodrigo C A Lima e Leila Harfuch A agricultura não é apenas uma indústria entre muitas outras é a base de todas as outras indústrias Edward H Faulkner Crescimento do Agronegócio nos Estados Brasileiros em 2023 Estado Crescimento do PIB Agropecuário 1 Mato Grosso do Sul 320 2 Tocantins 256 3 Mato Grosso 235 4 Paraná 229 5 Rio Grande do Norte 208 6 Goiás 200 7 Piauí 168 8 Maranhão 167 9 Alagoas 160 10 Rondônia 153 A agricultura não é apenas uma indústria entre muitas outras é a base de todas as outras indústrias Edward H Faulkner Crescimento do Agronegócio nos Estados Brasileiros em 2023 Estado Crescimento do PIB Agropecuário por Estado 11 Santa Catarina 150 12 Minas Gerais 144 13 Rio Grande do Sul 140 14 Bahia 122 15 Acre 103 16 São Paulo 81 17 Pará 78 18 Distrito Federal 74 19 Roraima 69 20 Pernambuco 61 A agricultura não é apenas uma indústria entre muitas outras é a base de todas as outras indústrias Edward H Faulkner Crescimento do Agronegócio nos Estados Brasileiros em 2023 Estado Crescimento do PIB Agropecuário por Estado 21 Rio de Janeiro 60 22 Paraíba 47 23 Amapá 44 24 Sergipe 43 25 Amazonas 01 26 Espírito Santo 21 27 Ceará 74 Fonte Resenha Regional do BB 022024 ecodescomplicada Passe para o lado GCCA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Bibliografia sugestões GCCA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Bibliografia sugestões RELAÇÃO SOLOÁGUA ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO Material didático preparado para a disciplina GCCA 039 Irrigação e Drenagem Vital Pedro da Silva Paz vitalpazufrbedubr 8 As apresentações disponibilizadas não são suficientes para a consolidação do conhecimento e aproveitamento nas avaliações É indispensável o estudo e a pesquisa nas literaturas livros recomendadas bem como a revisão de conteúdos de disciplinas anteriores O conteúdo apresentado segue as fundamentações e descrições disponíveis nas literaturas recomendadas devendo ser consultadas pelos discentes para a consolidação da compreensão e do aprendizado Importante destacar que a presente exposição não exclui a necessidade de revisão estudo eou pesquisa na literatura de forma a complementar as discussões as dúvidas e os questionamentos dos interessados O material preparado se constitui em uma compilação cuidadosa para o melhor entendimento Tratase de temas com vasta e acessível disponibilidade de material bibliográfico e de pesquisa para estudo e compreensão inclusive conteúdo de disciplina que antecede GCCA 005 Física do Solo 9 RELAÇÃO SOLOÁGUA Revisão O presente material foi preparado a partir da consulta de publicações de vários autores livros artigos apontamentos e notas bem como informações disponíveis e de acesso digital livre No caso de figuras e ilustrações não representam qualquer interesse preferência ou recomendação comercial Foram usadas para melhor entendimento e compreensão pelos interessados O propósito do material é exclusivamente atender ao ofício acadêmico e pedagógico para formação de recursos humanos qualificados para a agricultura irrigada com maior responsabilidade e princípios de respeitos aos recursos naturais O uso da água associado ao seu manejo adequado e eficiente é exigência fundamental para o desenvolvimento econômico e social do maior setor de produção de alimentos insumos bens e serviços indispensáveis para a melhoria da qualidade de vida A irrigação quando bem utilizada se constitui na mais forte ferramenta tecnológica para a produção sustentável sob o contexto econômico social e ambiental 10 O solo mais do que simplesmente a camada superficial da Terra é conceituado como o substrato terrestre que contém matérias orgânicas e é capaz de sustentar plantas e vegetais sobre si em um ambiente aberto sendo resultante do intemperismo e da decomposição das rochas Primavesi 2006 A base de toda a produção agrícola é o solo o qual não se restringe apenas às suas partículas minerais areia silte e argila inclui também organismos vivos matéria orgânica água e ar Seu equilíbrio se reflete no potencial produtivo e na sustentabilidade agrícola DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO Relação SoloÁgua 11 Solo é o produto de transformação das substâncias orgânicas e minerais da superfície da terra sob a influência dos fatores ambientais que operam por um período de tempo muito longo e apresentando uma organização e morfologia definidas É o meio de crescimento para as plantas superiores e a base da vida para os animais e seres humanos DIEDRICH SCHROEDER 1984 O solo pode ser considerado um sistema trifásico composto de uma fase sólida constituída por partículas minerais e orgânicas de variada composição tamanho e arranjo definindo um sistema poroso Outra a fase líquida constituise da solução do solo cujo solvente principal é a água que ocupa parte do volume do espaço vazio do arranjo poroso O restante do espaço é ocupado pela fase gasosa o ar do solo do qual um componente de estrema importância é o vapor dágua geralmente em equilíbrio com a água líquida Relação SoloÁgua DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO 12 Serve de apoio físico sustentação químico e biológico para o crescimento vegetal Funciona como reservatório de água essencial para o desenvolvimento vegetal e produção agrícola Relação SoloÁgua DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO 13 A fração sólida constitui de partículas classificadas de acordo com o tamanho médio dos grãos partículas Areia 2 002 mm Silte 002 0002 mm Argila 0002 mm FRAÇÃO SÓLIDA DO SOLO Relação SoloÁgua 14 TEXTURA DO SOLO proporções de areia silte e argila ESTRUTURA DO SOLO arranjo das diversas partículas juntamente com os efeitos cimentantes de materiais orgânicos e inorgânicos Os materiais orgânicos sólidos se constituem de resíduos vegetais e animais vivos e em decomposição por exemplo húmus FRAÇÃO SÓLIDA DO SOLO Relação SoloÁgua 15 A fração líquida constitui água contendo minerais dissolvidos e materiais orgânicos solúveis Ocupa parte ou quase o todo do espaço vazio entre as partículas sólidas dependendo da umidade do solo A água é absorvida pelas plantas ou é drenada para camadas mais profundas Reposta pela chuva ou pela irrigação FRAÇÃO LÍQUIDA DO SOLO Relação SoloÁgua 16 Constituise do ar do solo ou da atmosfera do solo ocupando o espaço poroso não ocupado pela água Esta é uma porção importante do sistema solo pois a maioria das plantas exige certa aeração do sistema radicular exceção de plantas aquáticas como o arroz FRAÇÃO GASOSA DO SOLO Relação SoloÁgua 17 Textura Estrutura Característica físicohídricas CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Relação SoloÁgua 18 A textura adquire importância nas relações soloáguaplanta por interferir na infiltração na evaporação e no suprimento de nutrientes Distribuição das partículas de acordo com o tamanho Classes de tamanho de partículas ou textura do solo podem ser descritas pela proporção de frações de areia silte ou argila na terra fina seca ao ar com o nome da fração dominante TEXTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 19 A textura pode dar uma idéia a respeito da quantidade de água a ser armazenada no solo Solos com partículas grosseiras ótimas propriedades quanto à permeabilidade e arejamento baixa capacidade de retenção de água Solos com partículas finas boa ou satisfatória capacidade de retenção permeabilidade e o arejamento reduzidos prejudicando o desenvolvimento das plantas TEXTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 20 A determinação dos tamanhos de partículas frações e classes textura envolve a medida dos tamanhos de partículas usando peneiras e análise de sedimentação sob centrifugação para subdividir a fração argila Classes texturais do solo segundo a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo TEXTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 21 A estrutura do solo depende da maneira pela qual as partículas primárias minerais ou orgânicas são mantidas juntas ou agregadas em unidades estruturais A estrutura do solo depende ainda da maneira com que os agregados naturais e os vazios são espacialmente arranjados dando origem a poros e fissuras no solo SOLTA partículas se encontram completamente livres umas das outras MACIÇA partículas reunidas em grande número formando grandes torrões AGREGADOS condição intermediária partículas reunidas em grânulos conhecidos por aglomerados ESTRUTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 22 Indiretamente ligada à estrutura Como o solo é um material poroso por compactação a mesma massa de material sólido pode ocupar um volume menor COMPACTAÇÃO DO SOLO Relação SoloÁgua 23 A compactação que é diferente do processo natural do adensamento é consequência da desestruturação do solo em função do uso e manejo incorretos do solo COMPACTAÇÃO DO SOLO Relação SoloÁgua 24 Altamente dinâmica varia muito no tempo em resposta a mudanças nas condições naturais ou nas práticas de manejo do solo Na superfície a estrutura é afetada pelo preparo do solo e nos horizontes mais profundos ela é típica para cada solo Boa estrutura melhora a permeabilidade do solo à água dá melhores condições de aeração e penetração de raízes Solo sem estrutura é massivo pesado para ser trabalhado com problemas de penetração de água e de raízes ESTRUTURA DO SOLO Relação SoloÁgua 25 RELAÇÕES MASSAVOLUME Espaço poroso Matéria sólida Relação SoloÁgua 26 DENSIDADE DAS PARTÍCULAS Pequena variação entre os solos Valor médio 265 g cm3 RELAÇÕES MASSAVOLUME dp Ms Vs g cm3 Relação SoloÁgua 27 Bastante variável dada a sua dependência da textura estrutura e grau de compacidade Solos arenosos 13 18 g cm3 Solos argilosos 11 15 g cm3 É a densidade do solo incluindo os poros medida como o peso do solo seco por unidade de volume total DENSIDADE GLOBAL RELAÇÕES MASSAVOLUME dg Ms Vt g cm3 Relação SoloÁgua 28 RELAÇÕES MASSAVOLUME Determinação da densidade Relação SoloÁgua 29 O total do volume de poros compreende a contribuição de poros grandes médios e finos e como eles se comportam de modo diferente em relação à água e ao ar Poros grandes com diâmetro médio 10 μm conduzem a água de percolação 1050 μm lentamente 50 μm facilmente drenado Esses poros estão ocupados com ar quando a água livre é removida Poros médios 1002 μm retém água que é disponível para as plantas e estão ocupados com ar quando a água livre é removida Poros finos 02 μm água retida nestes poros não é disponível para as plantas Somente contém ar quando severamente seco RELAÇÕES MASSAVOLUME POROSIDADE Espaço poroso Matéria sólida Relação SoloÁgua 30 Maior porosidade indica maior capacidade do solo em armazenar água A porosidade total ou volume total de poros não dá indicação da distribuição de tamanho de poros RELAÇÕES MASSAVOLUME POROSIDADE α Vporos Vt Vw Va Vt Vt Vs Vt α 1 Vs Vt α 1 dg dp 100 Relação SoloÁgua 31 Classe textural dg g cm3 Argila Franco Areia 100 125 125 140 140 180 615 528 528 472 472 321 RELAÇÕES MASSAVOLUME DENSIDADE GLOBAL E POROSIDADE Relação SoloÁgua 32 Umidade à base de massa ou gravimétrica U é quantidade de água que contém o solo em relação a massa de solo seco UMIDADE base de massa U Mw Ms g g1 Relação SoloÁgua 33 RELAÇÕES MASSAVOLUME Umidade à base de volume ou volumétrica é a porcentagem de água que contém o solo com relação ao volume de solo UMIDADE base de volume θ Vw Vt cm3cm3 Relação SoloÁgua 34 RELAÇÕES MASSAVOLUME RELAÇÕES MASSAVOLUME UMIDADE base de volume θ Vw Vt dg Ms Vt Vt Ms dg θ Vw Ms dg Vw dg Ms θ Mw Ms dg θ U dg Vw Mw U Mw Ms Relação SoloÁgua 35 Referese ao espaço poroso total que é ocupado pelo ar também chamado de porosidade drenável Referese quanto em relação ao espaço poroso total é ocupado pela água RELAÇÕES MASSAVOLUME POROSIDADE LIVRE DE ÁGUA α α θ S θ α GRAU DE SATURAÇÃO Relação SoloÁgua 36 1 Coletouse uma amostra de solo à profundidade de 60cm com anel volumétrico de diâmetro de 75 cm e 75 cm de altura O peso úmido do solo foi 560g e após 48 horas em estufa à 105oC seu peso permaneceu constante e igual a 458g Qual a densidade global do solo Qual sua umidade na base de massa e volume 2 O solo da amostra anterior após 48 horas em estufa à 105oC foi colocado em uma proveta contendo 100cm3 de água Leuse então na proveta um volume de 269 cm3 Qual a densidade das partículas do solo 3 Qual a porosidade total a porosidade livre de água e o grau de saturação relativa da amostra do problema anterior 4 Coletouse uma amostra de solo com anel volumétrico de 200cm3 a uma profundidade de 10cm Obtevese m 332g e ms 281g Após a coleta fezse um teste de compactação do solo passando sobre ele um rolo compressor Nova amostra coletada com o mesmo anel e a mesma profundidade apresentou m 360g e ms 305g Determine antes e depois da compactação a densidade global U e a porosidade total Considere a densidade das partículas do solo igual a 27 gcm3 APLICAÇÃO Relação SoloÁgua 37 5 Uma amostra de solo foi coletada em um anel metálico de 5 cm de diâmetro por 5 cm de altura A massa do anel é de 825 g A pesagem do conjunto anel e solo úmido originou uma massa de 22485 g Em seguida o solo foi seco em estufa e o conjunto novamente pesado originando massa de 19355 g Qual a umidade do solo base em massa e em volume Qual a densidade do solo Qual a sua porosidade total 6 Um pesquisador necessita de exatamente 100 g de um solo seco e dispõe de uma amostra úmida com 0250 cm3cm3 e dg 125 gcm3 Quanto solo úmido deve pesar para obter o peso de solo seco desejado Relação SoloÁgua 38 ALBUQUERQUE P E P DURÃES F O M Uso e manejo de irrigação Embrapa BrasíliaDF 2ª ed 2013 528p BERNARDO S SOARES A A MANTOVANI EC Manual de irrigação UFVImprensa Universitária ViçosaMG 8ª ed 2006 625p CARVALHO D F de OLIVEIRA L F C Planejamento e manejo da água na agricultura Irrigada Editora UFV Viçosa MG 2012 220p REICHARDT K A água em sistemas agrícolas São Paulo Editora Manole Ltda 1990 188p REICHARDT K TIMM L C Solo Planta e Atmosfera conceitos processos e aplicações 1ª ed Barueri Manole 2004 v 1 478 p BIBLIOGRAFIA CONSULTADA E RECOMENDADA Relação SoloÁgua 39 O conteúdo apresentado segue as fundamentações e descrições disponíveis nas literaturas recomendadas devendo ser consultadas pelos discentes para a consolidação da compreensão e do aprendizado Importante destacar que a presente exposição não exclui a necessidade de revisão estudo eou pesquisa na literatura de forma a complementar as discussões as dúvidas e os questionamentos dos interessados O material preparado se constitui em uma compilação cuidadosa para o melhor entendimento Tratase de temas com vasta e acessível disponibilidade de material bibliográfico e de pesquisa para estudo e compreensão inclusive conteúdo de disciplina que antecede GCCA 005 Física do Solo 40 ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO O solo como reservatório O presente material foi preparado a partir da consulta de publicações de vários autores livros artigos apontamentos e notas bem como informações disponíveis e de acesso digital livre No caso de figuras e ilustrações não representam qualquer interesse preferência ou recomendação comercial Foram usadas para melhor entendimento e compreensão pelos interessados O propósito do material é exclusivamente atender ao ofício acadêmico e pedagógico para formação de recursos humanos qualificados para a agricultura irrigada com maior responsabilidade e princípios de respeitos aos recursos naturais O uso da água associado ao seu manejo adequado e eficiente é exigência fundamental para o desenvolvimento econômico e social do maior setor de produção de alimentos insumos bens e serviços indispensáveis para a melhoria da qualidade de vida A irrigação quando bem utilizada se constitui na mais forte ferramenta tecnológica para a produção sustentável sob o contexto econômico social e ambiental 41 SOLO REVISÃO CONCEITUAL O solo mais do que simplesmente a camada superficial da Terra é conceituado como o substrato terrestre que contém matérias orgânicas e é capaz de sustentar plantas e vegetais sobre si em um ambiente aberto sendo resultante do intemperismo e da decomposição das rochas Primavesi 2006 A base de toda a produção agrícola é o solo o qual não se restringe apenas às suas partículas minerais areia silte e argila inclui também organismos vivos matéria orgânica água e ar Seu equilíbrio se reflete no potencial produtivo e na sustentabilidade agrícola Armazenamento de água no solo 42 Solo é o produto de transformação das substâncias orgânicas e minerais da superfície da terra sob a influência dos fatores ambientais que operam por um período de tempo muito longo e apresentando uma organização e morfologia definidas É o meio de crescimento para as plantas superiores e a base da vida para os animais e seres humanos DIEDRICH SCHROEDER 1984 O solo pode ser considerado um sistema trifásico composto de uma fase sólida constituída por partículas minerais e orgânicas de variada composição tamanho e arranjo definindo um sistema poroso Outra a fase líquida constituise da solução do solo cujo solvente principal é a água que ocupa parte do volume do espaço vazio do arranjo poroso O restante do espaço é ocupado pela fase gasosa o ar do solo do qual um componente de estrema importância é o vapor dágua geralmente em equilíbrio com a água líquida Armazenamento de água no solo 43 Serve de apoio físico sustentação químico e biológico para o crescimento vegetal Funciona como reservatório de água essencial para o desenvolvimento vegetal e produção agrícola Armazenamento de água no solo 44 A umidade quantidade de água no solo pode ser medida por uma altura de água Armazenamento de água no solo 45 Relação entre Lâmina e Volume Imaginemos uma caixa dágua com dimensões de base de 1 m por 1 m Se colocarmos 1 mm de água teremos qual volume armazenado Área 1 x 1 1m2 Altura 1 mm 0001 m Volume Área x Altura Volume 1 m2 x 0001 m Volume 0001 m3 Como 1 m3 1000 L Então 0001 m3 1 L Assim 1 mm 1 itro em 1 m2 Vol A x h h Vol A Armazenamento de água no solo 46 10 mm 10 litro H2O Como deduzido antes Lâmina é a expressão do Volume por unidade de Área Lâmina é simplesmente Altura de Água constituída ao se colocar um dado Volume numa dada unidade de Área Quando se fornece essa Área em m2 e o Volume em Litros a altura resultante é milímetro mm Portanto quando expressamos Lâmina em mm temos intuitivamente o conhecimento da magnitude do evento Precipitação Evapotranspiração Evaporação Irrigação Drenagem quando projetamos essa Lâmina em termos de Altura da Água em 1 m2 de Área Armazenamento de água no solo 47 Relação entre Lâmina e Volume Água Z h X Y Água Sólidos Ar Água Como o solo é um reservatório quanto maior a profundidade Z maior a quantidade de água que pode ser armazenada h θ Armazenamento de água no solo 48 Vt x y z Vw x y h θ Vw Vt x y h x y z h z h θ z θ U dg Armazenamento de água no solo 49 Camada m dg g cm3 U 000 010 135 153 010 020 143 166 020 030 144 171 030 040 147 190 040 050 150 227 APLICAÇÃO Numa área cultivada com feijão 30 dias após a semeadura fizeramse medidas de umidade peso e densidade global do solo g cm3 e foram obtidos os seguintes dados Determine o armazenamento de água por camada e o armazenamento total no perfil amostrado A quantidade de água que se deve adicionar ao solo h para elevar sua umidade de i a f será É possível estimar a altura de água consumida pela cultura ou a variação de umidade no perfil do solo h hfinal hinicial θfinal θinicial Z h θ z Armazenamento de água no solo 50 APLICAÇÃO Em uma área cultivada com feijão a umidade do solo foi determinada em várias profundidades e em duas épocas diferentes Os valores estão apresentados na tabela abaixo Considerando que o solo tem densidade global de 142 gcm3 determine a Umidade volumétrica média do solo θ na camada de 0 30cm para as duas datas b Armazenamento de água no solo h na camada de 030cm para as duas datas c O consumo de água da cultura do feijão entre os dias 10 e 17 de abril em mmdia sabendose que não ocorreu irrigação nem precipitação neste período desconsiderar ascensão capilar drenagem ou percolação profunda Solo Saturado Capacidade de Campo Ponto de Murcha Permanente Armazenamento de água no solo 51 LIMITES DE UMIDADE SATURAÇÃO Um solo está saturado quando todos os seus poros estão ocupados pela água CAPACIDADE DE CAMPO Marca o limite superior de água no solo a água ocupa e está retida nos poros pequenos do solo e o ar ocupa parte do espaço dos poros maiores É o limite superior de umidade Ocorre após cessada a drenagem natural A quantidade de água que pode reter um solo à capacidade de campo depende da quantidade de microporos textura Energia de retenção de água na CC 13atm PONTO DE MURCHA PERMANENTE Marca o limite inferior de aproveitamento da água do solo pelas plantas Ocorre quando do murchamento das plantas de forma não reversível Armazenamento de água no solo 52 LIMITES DE UMIDADE LIMITE CRÍTICO Marca o limite de água no solo para uso pela planta sem que se configure risco ao desenvolvimento e provável redução do potencial de produção atribuído à ocorrência de déficit hídrico Máximo esgotamento de água permito no solo O limite crítico é definido pelo fator de disponibilidade total de água no solo f discutido adiante Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo 53 LIMITES DE UMIDADE Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O T O T A L Armazenamento de água no solo 54 LIMITES DE UMIDADE Em síntese Solo é um Reservatório de Água Mas o Solo não é um Reservatório Passivo à medida que seca a água vai sendo retida com mais energia httpconstrutorasousablogspotcom201306comodimensionarcaixadaguadaminhahtml A ϴSaturação seria o nível de água limitado pelo Extravasador No controle de estoque da água no Reservatório Solo a água além da CC e aquém do PMP não é contabilizada A ϴCC seria o nível de água limitado pela torneirabóia A ϴPMP delimita o nível de umidade do solo que seria equivalente ao nível do Volume Morto da Caixa dÁgua RESERVATÓRIO DE ÁGUA Armazenamento de água no solo 55 Considerando os conceitos de capacidade de campo e ponto de murcha e principalmente entendendo ser o solo um reservatório de água para as plantas podese expressar a quantidade de água disponível para uma dada profundidade corresponde à profundidade efetiva do sistema radicular da cultura Armazenamento de água no solo 56 httpsbrasilescolauolcombrbiologiatransporteativo passivohtm RESERVATÓRIO DE ÁGUA Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo 57 RESERVATÓRIO DE ÁGUA Água disponível AD quantidade de água que o solo pode armazenar entre CC e PM na camada de solo explorada pelas raízes da cultura Z em que CAD disponibilidade total de água cm cc umidade do solo à capacidade de campo cm3cm3 pm umidade do solo ao ponto de murcha cm3cm3 Z profundidade efetiva do sistema radicular cm CAD θCC θPM Z Armazenamento de água no solo CAPACIDADE DE ÁGUA DISPONÍVEL 58 h hcc hpm θCC Z θPM Z θ U dg Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O h θ Z Armazenamento de água no solo 59 httpsbrasilescolauolcombrbiologiatransporteativo passivohtm A CRA corresponde a uma reserva de água disponível que pode ser consumida sem que as plantas exerçam esforço excessivo sem que se configure déficit hídrico capaz de afetar a produção até o limite crítico Portanto uma fração da CAD em que CRA disponibilidade real de água cm f fração da disponibilidade total de água que a planta pode utilizar antes que se configure déficit hídrico CRA f θCC θPM Z CRA f CAD QUANTO REPOR QUANTO IRRIGAR Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 60 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Limite Crítico A fração de disponibilidade ou de esgotamento de água disponível tipo de cultura tipo de solo magnitude da demanda evapotranspirométrica da planta clima Doorenbos e Kassan 1979 valores de f em função do grupo da cultura e da evapotranspiração máxima diária Fração de disponibilidade f Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 61 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Grupo 1 cebola arroz alho folhosas Grupo 2 feijão trigo ervilha Grupo 3 milho girassol tomate batata Grupo 4 algodão amendoim sorgo soja canadeaçúcar Grupo de culturas Evapotranspiração máxima ETm mm dia1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 050 068 080 088 042 056 070 080 035 048 060 070 030 040 050 060 025 035 045 055 022 032 042 050 022 028 038 045 020 025 035 042 018 022 030 040 Doorenbos e Kassan 1979 valores de f em função do grupo da cultura e da evapotranspiração máxima diária Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 62 Fração de disponibilidade f Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O A CRA também denominada de IRN Irrigação real necessária ou Lâmina líquida de irrigação expressa o limite de depleção de água no solo reservatório devido ao uso da água pela cultura sem que ocorra déficit hídrico limite crítico Uma vez conhecendose a demanda diária da cultura ou Evapotranspiração ETm é possível estabelecer o tempo ou intervalo para que se proceda a reposição de água ao reservatório retornando ao limite superior CRA IRN f DTA Armazenamento de água no solo CAPACIDADE REAL DE ÁGUA 63 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo PERFIL DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO 64 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O O intervalo para reposição corresponde ao Turno de Rega TR ou intervalo entre irrigações não permitindo o consumo de água além do limite crítico retornando o reservatório para o limite superior de umidade 𝛉𝐂𝐂 Armazenamento de água no solo TURNO DE REGA TURNO DE REGA Lâmina líquida Evapotranspiração CRA ou IRN ETm 65 QUANDO REPOR QUANDO IRRIGAR Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Os sistemas hidráulicos sistemas de irrigação não apresentam 100 de eficiência em decorrência de vários fatores operacionais posteriormente discutidos Portanto para assegurar a reposição da lâmina líquida de água CRA IRN QUANTO REPOR QUANTO IRRIGAR Armazenamento de água no solo LÂMINA DE IRRIGAÇÃO LÂMINA BRUTA Lâmina líquida Eficiência 66 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Armazenamento de água no solo 67 Aplicação Uma cultura utilizou 45 da capacidade de água disponível CAD até a profundidade de 30 cm antes de uma nova irrigação Determinar a lâmina dágua que ficou no solo assumindose até aquela profundidade a umidade à capacidade de campo de 24 em volume e a umidade ao ponto de murcha permanente de 14 em volume Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Aplicação O Engenheiro Agrônomo Jerônimo Rodrigues da Silva competente e experiente foi convidado para desenvolver uma proposta com o objetivo de aumentar a produtividade de uma área mediante a implantação da tecnologia de irrigação Após uma avaliação detalhada do solo do clima e da cultura obteve as seguintes informações Solo Capacidade de campo 26 g da água100g de solo Ponto de murcha permanente 14 g de água100g de solo Densidade global 132 gcm3 Planta cultura Profundidade efetiva do sistema radicular 40 cm Fator de disponibilidade 06 Evapotranspiração máxima 46 mmdia Armazenamento de água no solo 68 Limite Inferior Limite Crítico Limite Superior R E S E R V A T Ó R I O Determinar a Capacidade de água disponibilidade do solo b Capacidade real de água c Frequência de irrigação e a lâmina liquida d Lâmina liquida caso se adote uma frequência de 4 dias e Lâmina bruta a ser aplicada nos casos c e d supondo uma eficiência de 80 ALBUQUERQUE P E P DURÃES F O M Uso e manejo de irrigação Embrapa BrasíliaDF 2ª ed 2013 528p BERNARDO S SOARES AA MANTOVANI E C Manual de irrigação UFVImprensa Universitária ViçosaMG 8ª ed 2006 625p CARVALHO D F de OLIVEIRA L F C Planejamento e manejo da água na agricultura Irrigada Editora UFV ViçosaMG 2012 220p REICHARDT K A água em sistemas agrícolas São Paulo Editora Manole Ltda 1990 188p REICHARDT K TIMM L C Solo Planta e Atmosfera conceitos processos e aplicações 1ª ed Barueri Manole 2004 v 1 478 p Armazenamento de água no solo 69 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA E RECOMENDADA