Irrigação e drenagem Flashcards
O que é Irrigação?
aplicação artificial de água, de forma controlada, na quantidade e momento adequados, para atender à necessidade das plantas ao longo do seu ciclo.
Quais as vantagens da irrigação?
▪ redução do risco de déficit hídrico;
▪ maior produtividade;
▪ melhor qualidade dos produtos agrícolas;
▪ produção na entressafra, com preços mais compensadores;
▪ utilização mais intensiva das áreas agrícolas.
Quais as limitações da irrigação?
▪ custo de implantação elevado;
▪ exige maior conhecimento técnico;
▪ necessita de água disponível em quantidade e qualidade.
● Retenção de água no solo
▪ forças de adesão (água-solo) e coesão (entre partículas de água) + capilaridade.
▪ água no estado padrão (água pura)
ΨT = 0;
▪ água no solo →
ΨT = Ψg + Ψo + Ψp + Ψm;
▪ potencial gravitacional (Ψg):
distância vertical em relação a uma referência de posição;
▪ potencial osmótico (Ψo):
concentração da solução do solo;
▪ potencial de pressão (Ψp):
em solo saturado, sempre positivo, igual à altura da coluna d’água presente;
▪ potencial matricial (Ψm):
interação da água com a matriz sólida do solo, sempre negativo ou nulo
(solo saturado Ψm = 0).
● Relação entre potencial matricial e umidade
curva de retenção de água.
▪ capacidade de campo
umidade do solo após drenagem do excesso de água → máximo de água
a ser aplicado na irrigação;
▪ ponto de murcha permanente
limite inferior da água disponível para sobrevivência das plantas.
● Infiltração de água no solo
→ passagem da água da superfície para o seu interior;
▪ taxa de infiltração diminui à medida que a umidade do solo aumenta, até estabilizar;
▪ infiltrabilidade básica ou velocidade de infiltração básica (VIB) → taxa máxima de aplicação de água
pela irrigação.
● Evapotranspiração
água evaporada diretamente da superfície + água transpirada pelas plantas;
▪ deve ser reposta pela irrigação;
▪ pode ser determinada pela evapotranspiração potencial (ET0) e pelo coeficiente de cultura (Kc);
evapotranspiração potencial (ET0)
evapotranspiração em condição idealizada (gramado em solo com água disponível) →
determinada indiretamente por equações que empregam variáveis climatológicas;
▪ ETm: evapotranspiração da cultura
= produto ET0 * coeficiente de cultura;
▪ coeficiente de cultura (kc)
→ definido para 4 fases do ciclo;
▪ Fase I: desenvolvimento inicial;
▪ Fase II: desenvolvimento vegetativo (aumento linear da ETm);
▪ Fase III: estágio de produção, patamar de máxima ETm;
▪ Fase IV: estágio final ou maturação, ETm decresce.
● Dotação de rega →
→ definição do momento de irrigar
▪ medição da água na planta: usada em trabalhos de pesquisa;
▪ sintomas de deficiência hídrica:
planta já se encontra em estresse hídrico;
▪ medição da umidade do solo:
exige monitoramento frequente, calibração equipamentos;
▪ medição da tensão e água no solo:
método preciso e bastante utilizado, exige monitoramento frequente;
▪ determinação da evapotranspiração:
soma dos valores de evapotranspiração diária até que toda a lâmina seja consumida;
▪ método do turno de rega:
método muito empregado; importante no dimensionamento; se baseia na capacidade de armazenamento do solo e no consumo da cultura.
TR (dias) = ADR/ETm∗
Quando realizar irrigações mais frequentes?
▪ culturas com sistema radicular raso e de crescimento lento, grande desenvolvimento vegetativo em
épocas muito quentes, colhidas como fitomassa fresca (hortaliças);
▪ solos rasos, compactados, infiltração lenta, salinos ou fertilidade concentrada na superfície;
▪ clima seco, com alta demanda de evaporação, ausência de chuvas no período de crescimento;
▪ plantio em época seca;
▪ lavouras de elevado valor agregado;
▪ máxima produção;
▪ ↓ lâmina de irrigação.
Irrigações menos frequentes?
▪ plantas com raízes profundas e de rápido crescimento;
▪ produto é colhido seco (grãos);
▪ solos profundos, bem estruturados, com boa infiltração, boa disponibilidade de água;
▪ lençol freático superficial;
▪ clima úmido, baixa demanda de evaporação, chuvas durante a estação de crescimento;
▪ ↑ lâmina de irrigação.
● Lâmina líquida de irrigação (LLI) ou irrigação real necessária
→ quantidade de água a ser reposta;
▪ determinação a partir da umidade do solo → variação no armazenamento
ΔA = (θfinal − θinicial) ∗ z
▪ determinação a partir da evapotranspiração e do turno de rega → reposição da água evapotranspirada
LLI = Etm ∗ TR
● Lâmina bruta de irrigação (LBI) ou irrigação total necessária →
eficiência dos sistemas (EI) não é 100%, ou
seja, nem toda água aplicada está disponível
LBI = LLI / EI
Quais são os métodos de irrigação?
● Aspersão: aplicação de água como chuva artificial.
● Superfície: condução da água como escoamento pela superfície do solo.
● Localizada: aplicação da água apenas na proximidade das plantas.
● Subterrânea: a água é aplicada abaixo da superfície do solo.
Irrigação por superfície
● Água aplicada sobre a superfície do solo;
Irrigação por superfície, quais os dois sistemas?
▪ Irrigação por inundação: água aplicada em toda a área de cultivo rodeada por diques;
▪ Irrigação por sulcos: água aplicada em sulcos entre as linhas de plantio;
Comente sobre a Irrigação por superfície?
● Baixo custo de implantação em áreas planas;
● Ideal para solos menos permeáveis;
● Exige água em grande quantidade, mas pouco restritiva quanto à qualidade;
● Aplicação da água → fases
Quais as fases de Aplicação da água?
▪ fase de avanço
▪ fase de reposição
▪ fase de depleção
▪ fase de recessão
▪ fase de avanço:
da aplicação à chegada da água ao final da área ↓ tempo de avanço ↓ perda por
percolação ↑ potencial erosivo do escoamento (↑ velocidade);
▪ fase de reposição:
até a interrupção do fornecimento de água;
▪ fase de depleção:
que o solo começa a deixar de estar submerso;
▪ fase de recessão:
quando toda a água infiltrou;
▪ tempo para a água infiltrar
= da fase de avanço à fase de recessão.
O que é a Irrigação por sulcos?
▪ água distribuída no perímetro molhado do sulco;
Irrigação por sulcos quais os sistemas?
sulcos retilíneos (mais comum, terrenos planos);
sulcos em contorno (construídos com declividade ao longo das curvas de nível);
corrugação (pequenos sulcos);
sulcos em ziguezague (culturas perenes);
sulcos retilíneos
(mais comum, terrenos planos);
sulcos em contorno
(construídos com declividade ao longo das curvas de nível);
corrugação
(pequenos sulcos)
sulcos em ziguezague
(culturas perenes);
Quais as desvantagens da irrigação por sulcos?
▪ ↑ perda de água (percolação, escoamento no final dos sulcos);
▪ risco de erosão (também conduz o escoamento superficial);
▪ limita tráfego de maquinário;
▪ dificuldade de uniformizar a aplicação de água;
▪ não permite automação.
● Irrigação por inundação
▪ inundação pode ser permanente ou temporária;
▪ irrigação por faixas:
▪ irrigação em tabuleiros:
▪ irrigação por faixas:
ao longo de faixas delimitadas por diques paralelos; terrenos planos; menor
demanda por mão-de-obra; menor impedimento ao tráfego de maquinário;
▪ irrigação em tabuleiros:
muito empregada na rizicultura; boa eficiência em solos pouco permeáveis,
economia de mão-de-obra, controle de plantas daninhas, redução das perdas por escoamento e maior aproveitamento das chuvas.
Irrigação por subsuperfície ou subterrânea
● Aplicação de água abaixo da superfície do solo
Quais os sistemas da Irrigação por subsuperfície ou subterrânea?
▪ elevação do lençol freático
▪ gotejamento enterrado
▪ subirrigação
▪ elevação do lençol freático:
controle da profundidade do lençol freático;
▪ gotejamento enterrado:
gotejadores enterrado ↓ danos às linhas laterais (sol, capina) ↓ crescimento plantas daninhas ↑ custo;
▪ subirrigação:
irrigação de vasos em cultivo protegido.
O que é a Irrigação por aspersão?
● Aplicação de água na forma de chuva artificial;
● Água sob pressão é forçada através de orifícios ou bocais → fracionamento em pequenas gotas;
● Componentes dos sistemas de irrigação
Componentes dos sistemas de irrigação por aspersão?
▪ aspersores
▪ tubulação e acessórios
▪ motobomba
▪ aspersores:
realizam a distribuição da água como gotas.
Os aspersores são classificados quanto ao movimento?
fixos (ou estacionários)
rotativos (impulsão, impacto, turbina);
Os aspersores são classificados quanto à pressão de serviço?
muito baixa (4 a 10 mca),
baixa (10 a 20 mca),
média (20 a 40 mca, mais comum),
alta (acima de 40 mca, canhão hidráulico);
Os aspersores são classificados quanto à cobertura?
círculo completo (360°) ou setorial (com ângulo fixo ou ajustável);
Quais fatores que afetam desempenho dos aspersores?
▪ bocal (controla vazão e alcance);
▪ pressão de serviço;
▪ sobreposição entre aspersores (30 a 75% do alcance);
▪ intensidade do vento.
▪ tubulação e acessórios:
condução da água até os aspersores
▪ linha principal:
leva água da motobomba às linhas laterais;
▪ linhas laterais:
tubulação de distribuição, levando a água até os emissores;
▪ acessórios:
conexões, válvulas, registros, dentre outros.
▪ dimensionamento:
diâmetro suficiente para a vazão de projeto, com menor perda de carga
e menor custo total.
▪ motobomba:
fornece água na pressão de serviço e vazão adequadas.
● Sistemas de irrigação por aspersão
São classificados quanto à mobilidade?
(fixos ou móveis),
● Sistemas de irrigação por aspersão
São classificados quanto à presença de linhas laterais?
(presente ou ausente)
● Sistemas de irrigação por aspersão
São classificados quanto ao tipo de montagem?
(convencional ou mecanizado).
▪ Sistemas convencionais de aspersão
▪ linhas laterais com aspersores acoplados;
▪ variados graus de mobilidade: fixo permanente, fixo portátil ou temporário, fixo em malha, portátil, semiportátil ou semifixo;
▪ variações: aspersor canhão, mangueiras perfuradas, tubos perfurados.
▪ Sistemas mecanizados → são sistemas móveis
▪ com linhas laterais
(diferentes tipos de movimento) ou não (canhão hidráulico);
▪ Sistemas mecanizado
▪ linha lateral com deslocamento longitudinal:
linha lateral se movimenta transversalmente à
principal (espinha de peixe);
▪ Sistemas mecanizado
▪ linha lateral com deslocamento lateral:
pouco usado, semelhante ao pivô central, mas com deslocamento da linha lateral para frente e para trás;
▪ Sistemas mecanizado
▪ linha lateral com deslocamento radial (pivô central)
▪ linha lateral suspensa por torres com rodas e mecanismos de propulsão;
▪ rotação da linha lateral ao redor da torre central fixa → áreas irrigadas circulares;
▪ ↑ grau de automação e ↓ necessidade de mão-de-obra;
▪ juntas flexíveis entre segmentos → adaptação a terrenos mais declivosos (até 20%);
▪ boa uniformidade de aplicação;
▪ Sistemas mecanizado
▪ sem linha lateral ou autopropelido
▪ aspersor do tipo canhão hidráulico → se movimenta na área em um veículo;
▪ canhão tracionado por cabo de aço ou pela própria mangueira (carretel enrolador);
▪ alternativa à grande demanda de mão-de-obra da aspersão portátil e áreas muito
pequenas para serem irrigadas por pivô central;
▪ possibilita que um único equipamento irrigue várias áreas.
▪ Sistemas mecanizado
▪ montagem direta
▪ bombeamento por uma unidade móvel e distribuição de água por canhão hidráulico.
● Vantagens da irrigação por aspersão
▪ não requer sistematização do terreno e nem a construção de canais, diques e sulcos;
▪ transporte da água em tubulações (↓ perdas por percolação e evaporação);
▪ adaptado a diferentes condições de cultura e solo;
▪ aplicação de diferentes lâminas a partir da montagem do sistema e da escolha dos aspersores;
▪ boa uniformidade e eficiência de aplicação da água;
▪ outras finalidades, como controle do microclina, de geadas e quimigação.
● Limitações da irrigação por aspersão
▪ ventos > 4,0 m/s são forte limitação;
▪ ↑ temperatura e ↓ umidade relativa do ar → ↑ perda de água por evaporação;
▪ ↑ custo inicial (sistemas motorizados com maior grau de automação);
▪ alguns sistemas móveis → ↑ custo operacional (mão-de-obra);
▪ ↑ pressões de serviço e ↑ vazões → ↑ custo energia elétrica;
▪ sistemas sofisticados exigem ↑ conhecimentos técnicos;
▪ pode favorecer doenças e provocar desprendimento de flores e frutos;
▪ solo exposto pode sofrer selamento superficial com o impacto das gotas;
▪ culturas mais altas podem afetar distribuição da água ↓ uniformidade da aplicação.
Irrigação localizada
● Aplicação água apenas em parte da área cultivada, com baixa vazão e alta frequência;
● Principais características do método irrigação localizada
▪ ↓vazão demandada (apenas uma fração da área cultivada recebe água);
▪ ↑ frequência de aplicação (turnos de rega 1-3 três dias);
▪ aplicação localizada próximo às plantas;
▪ ↓vazão e ↓ pressão de serviço dos emissores;
Irrigação localizada
● Vantagens do método
▪ ↑ eficiência de aplicação (90-95%);
▪ ↑ produtividade (umidade em condições ótimas no solo, fertirrigação);
▪ melhor controle fitossanitário (sem molhamento foliar, plantas daninhas não são irrigadas);
▪ não interfere com outras práticas de manejo (tráfego de máquinas, pulverizações);
▪ adapta-se a diferentes condições de solo e de relevo;
▪ pode ser usado com água salina (solução do solo próximo às raízes permanece diluída).
Irrigação localizada
● Desvantagens do método
▪ entupimento de emissores;
▪ concentração de raízes no bulbo molhado (↓ volume de solo explorado);
▪ ↑ custo de implantação;
▪ reposição de peças (entupimento, danos), comumente importadas.
Irrigação localizada
● Componentes dos sistemas
▪ unidade de controle (motobomba, filtros, injetor de solução nutritiva, conexões e válvulas);
▪ tubulação: linhas principais (da motobomba às derivações), linhas de derivação (da linha principal
às laterais) e linhas laterais (contém os emissores);
▪ emissores: gotejadores e microaspersores.
gotejamento
↓ vazão (1 a 20 L/h)
↓ pressão (5 a 25 mca)
água aplicada pontualmente como gotas
microaspersão
↑ vazão ( 20 a 150 L/h)
↑ pressão (10 a 30 mca)
água aplicada em círculo como gotas bem
pequenas
● Aplicação localizada →
evapotranspiração e balanço de radiação diferem entre áreas molhadas e secas
● Evapotranspiração da cultura corrigida para a aplicação localizada (ETcl)
ETcl = ETc . Kl . Kcl . Kad
▪ Kl = coeficiente de localização (fração da área total que é sombreada pelas plantas);
▪ Kcl = coeficiente de correção climática (fator de segurança entre 1,15 e 1,2);
▪ Kad = coeficiente de advecção devido ao “efeito oásis” (↓ área irrigada ↑ efeito oásis ↑ Kad ↑ lâmina aplicada).
● lâmina líquida de irrigação → evapotranspiração da cultura corrigida para a aplicação localizada
LLI = ETcl
Irrigação localizada
Quais os sistemas?
Irrigação por gotejamento
Irrigação por microaspersão
● Irrigação por gotejamento
▪ gotejadores → emissores que dissipam a pressão da água;
▪ água flui através de pequenos orifícios (0,3 a 1,0 mm) → entupimento;
▪ aplicação pontual → limitada ao bulbo molhado
▪ solo argiloso ↑ movimento lateral → bulbo achatado;
▪ solo arenoso ↑ movimento vertical → bulbo afilado;
▪ tipos de gotejadores:
microtubos,
gotejador com longo percurso integrado, gotejador tipo orifício,
tubos gotejadores;
▪ gotejadores autocompensantes →
→ vazão mais uniforme (maiores desníveis, linhas mais compridas).
● Irrigação por microaspersão
▪ alternativa aos problemas de entupimento dos gotejadores;
▪ aumento da área molhada por cada emissor;
▪ água aplicada como pequenos jatos ou névoa de gotas finas;
▪ instalação no solo → jato voltado para cima → maioria das lavouras;
▪ instalados suspensos → jato voltado para baixo → casas de vegetação;
▪ tipos de microaspersores
▪ rotativo: asa giratória ou bailarina distribui o jato em ↑ área, mas com ↓ taxa de aplicação;
demanda ↑ pressão e ↑ vazão;
▪ estacionário: jato atinge placa defletora ↓ alcance ↑ taxa de aplicação;
▪ nebulizadores: água aplicada como névoa fina.
Escolha do método e sistema de irrigação
● Fatores relacionados à água
▪ disponibilidade e custo da água: ↓ disponibilidade ↑ custo ↑ eficiência do sistema;
▪ qualidade da água: superfície ↓ exigência; localizada ↑ salinidade.
Escolha do método e sistema de irrigação
● Fatores relacionados ao solo
▪ capacidade de água disponível: profundidade do solo, textura, estrutura;
▪ capacidade de infiltração: afeta comprimento das áreas (superfície) e taxa de aplicação (aspersão);
▪ salinidade: irrigação localizada.
Escolha do método e sistema de irrigação
● Fatores relacionados à topografia
▪ tamanho e formato da área: áreas maiores e de formato regular ↓ limitação à escolha;
▪ declividade: superfície → relevo plano; muito declivoso → irrigação localizada.
Escolha do método e sistema de irrigação
● Fatores relacionados ao clima
▪ vento: limitante para aspersão;
▪ temperatura e umidade relativa do ar
↑ temperatura ↓ umidade relativa ↑ evaporação ↓ eficiência da aspersão;
▪ precipitação: irrigação pode ser obrigatória ou suplementar.
Escolha do método e sistema de irrigação
● Fatores relacionados à cultura
▪ espaçamento: ↓ espaçamento → aspersão; ↑ espaçamento → irrigação localizada;
▪ porte das plantas: limitante à aspersão.
Escolha do método e sistema de irrigação
● Fatores relacionados ao irrigante e à mão-de-obra
▪ conhecimento técnico
superfície e aspersão convencional ↓ conhecimento técnico;
aspersão mecanizada e irrigação localizada ↑ conhecimento técnico;
▪ mão-de-obra
superfície e aspersão convencional móvel ↑ mão-de-obra;
pivô central e irrigação localizada ↑ automação ↓ mão-de-obra .
Escolha do método e sistema de irrigação
● Fatores econômicos
▪ valor econômico da cultura: ↑ retorno → justifica sistemas ↑ custo;
▪ custo de implantação.
Fertirrigação
● Aplicação de fertilizantes pelo sistemas de irrigação;
Fertirrigação
● Vantagens
▪ ↓ custos de aplicação e ↓ mão-de-obra;
▪ ↑ eficiência da adubação
aplicações frequentes, uniformes e em pequenas quantidades
↓ perda por lixiviação
▪ ↑ produtividade → manutenção de níveis adequados de nutrientes ao longo do ciclo
Fertirrigação
● Limitações
▪ ↑ custo de implantação do sistema;
▪ ↑ capacitação técnica do irrigante;
▪ corrosão química dos componentes metálicos do sistema de irrigação;
▪ entupimento de emissores.
DRENAGEM AGRÍCOLA
● Benefícios da drenagem
▪ incorporação de novas áreas à produção;
▪ aumento da produtividade
↑ aeração;
↑ atividade microbiana;
↑ desenvolvimento sistema radicular;
↑ disponibilidade N);
▪ favorece a mecanização;
▪ controle da salinidade e recuperação de solos salinizados.
DRENAGEM AGRÍCOLA
● impactos ambientais
▪ altera o regime de descarga da água subterrânea;
▪ subsidência de solos orgânicos (↑ aeração ↑ decomposição);
▪ favorece o movimento de contaminantes.
Sistemas de drenagem
● Drenagem superficial: remoção da água acumulada sobre a superfície do solo;
● Drenagem subterrânea: controle da profundidade do lençol freático;
● Sistemas de drenagem superficial
▪ sistema natural
▪ sistema em camalhão
▪ sistema interceptor
▪ sistema com drenos rasos e paralelos
▪ sistematização do terreno
● Sistemas de drenagem superficial
▪ sistema natural:
água conduzida pelas depressões naturais do terreno;
● Sistemas de drenagem superficial
▪ sistema em camalhão:
camalhões largos e compridos conduzem o escoamento superficial;
● Sistemas de drenagem superficial
▪ sistema interceptor:
drenos na base de encostas para interceptar o escoamento proveniente das áreas mais altas;
● Sistemas de drenagem superficial
▪ sistema com drenos rasos e paralelos:
valetas escavadas perpendicularmente à declividade do terreno.;
● Sistemas de drenagem superficial
▪ sistematização do terreno:
uniformização da área por escavação dos locais mais altos e aterramento dos locais mais baixos, evitando acúmulo de água na superfície do solo.
● Sistemas de drenagem subterrânea
▪ drenos abertos: canais escavados para drenagem superficial e subterrânea;
▪ drenos subterrâneos: materiais enterrados que permitem a passagem de água através dos seus
poros.
Drenagem
Parâmetros técnicos e dimensionamento
● Identificar as causas da elevação do lençol freático e a origem da água;
Sistemas de drenagem
● Dimensionamento
▪determinar volume de água a ser removido e velocidade do fluxo da água no solo;
Sistemas de drenagem
● Dimensionamento
▪ porosidade drenável (μ):
proporção do volume de poros do solo a ser esvaziado;
μ = θsaturação - θapós drenagem
Sistemas de drenagem
● Dimensionamento
▪ lâmina de drenagem (LD):
porosidade drenável na profundidade de rebaixamento do lençol freático;
LD = μ * rebaixamento do lençol freático
Sistemas de drenagem
● Dimensionamento
▪ volume de água drenado:
lâmina drenada em determinada área;
Volume drenado = área * LD
Sistemas de drenagem
● Dimensionamento
▪ condutividade hidráulica
capacidade de um meio poroso conduzir água;
afeta a velocidade da água, o tempo de drenagem e o espaçamento entre drenos.
Sistemas de drenagem
● Dimensionamento
▪ espaçamento entre drenos
parâmetros do solo:
porosidade drenável, condutividade hidráulica;
características do lençol freático:
profundidade do lençol, profundidade da camada impermeável;
critérios de drenagem:
rebaixamento do lençol freático, tempo de drenagem.
SALINIDADE DO SOLO E SALINIZAÇÃO
● Solos afetados por salinidade → comum em regiões áridas e semiáridas;
▪ ↓ precipitação ↓ lixiviação → acúmulo de sais (Ca2+, Mg2+, K+ e Na+)
● Origens da salinidade do solo
▪ ascensão capilar;
▪ adubações excessivas;
▪ irrigação com água salina.
● Efeitos deletérios nas plantas da salinidade no solo?
▪ toxidez generalizada → queima do ápice e das bordas das folhas;
▪ toxidez específica → Cl, B e Na;
▪ ↑ potencial osmótico solo ↓ disponibilidade de água;
▪ no solo: dispersão das argilas, adensamento (estrutura prismática).
● Prevenção da salinização e a recuperação de solos salinizados
▪ drenagem (↑ profundidade lençol freático ↓ ascensão capilar);
▪ lixiviação do excesso de sais;
▪ culturas tolerantes à salinidade (alfafa, aveia, algodão, forrageiras);
▪ métodos de irrigação próprios para solos salinos (como gotejamento).
● Parâmetros de salinidade do solo
▪ condutividade elétrica (CE): medida com condutivímetros;
▪ porcentagem de saturação de sódio (PST): % sódio no complexo sortivo do solo.
● Lixiviação de sais do solo
▪ aplicação de lâminas de irrigação elevadas;
▪ implantação de sistemas de drenagem;
▪ aplicação de gesso.
