UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA

CAMPUS DE VITÓRIA DA CONQUISTA – BA

PROJETO DE PESQUISA

TÍTULO: DIRECIONAMENTO E QUANTIFICAÇÃO DO FLUXO DE ÁGUA NO

SOLO EM UMA ÁREA COM IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO EM PIMENTÃO

VITÓRIA DA CONQUISTA – BA

DEZEMBRO DE 2015

JANAÍNA RAMOS DE JESUS SILVA

TÍTULO: DIRECIONAMENTO E QUANTIFICAÇÃO DO FLUXO DE ÁGUA NO

SOLO EM UMA ÁREA COM IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO EM PIMENTÃO

Projeto de pesquisa apresentado à Prof. Dr. Luciana Gomes

Castro, como requisito de avaliação da Disciplina Manejo

da Água de Irrigação em Solos Cultivados da Universidade

Estadual do Sudoeste da Bahia – UESB, Programa de Pós-

Graduação de Mestrado em Agronomia, área de

concentração em Fitotecnia.

VITÓRIA DA CONQUISTA – BA

DEZEMBRO DE 2015

1. INTRODUÇÃO

A dinâmica da água no solo está diretamente relacionada à produção vegetal. Seu

conhecimento é, portanto, de interesse fundamental para qualquer tomada de decisão sobre a

exploração agrícola dos solos. Dessa forma, a melhor caracterização dos fatores que interferem

neste movimento torna-se imprescindível (CARVALHO, 2002).

Segundo Lima et al. (2006), o pimentão é bastante susceptível a deficiências hídricas,

resultando em crescimento reduzido e desuniformidade dos frutos. Assim, a irrigação torna-se

imprescindível à produção de pimentão constituindo um fator de aumento da produtividade e

diminuição de riscos, influenciando na qualidade e quantidade dos frutos.

O gotejamento é um sistema bastante atrativo para a irrigação do pimentão, pois

oferece inúmeras vantagens, tais como: economia de água, de energia e de mão-de-obra; maior

uniformidade de aplicação de água; pode ser usado em qualquer tipo de solo e topografia;

menor severidade de doenças da parte aérea; facilidade de fertirrigação e de automação; e maior

produtividade. No entanto, o conhecimento do movimento de água no solo em resposta a uma

fonte pontual (gotejo) instalada na superfície do solo é de difícil entendimento, devido a grande

complexidade do sistema solo-água.

2. OBJETIVO

O objetivo central deste projeto será avaliar a quantificação de água no solo

correlacionado com o fluxo de água em um sistema de irrigação por gotejamento na cultura do

pimentão.

3. DESENVOLVIMENTO

3.1. DADOS DA CULTURA

Nome: Pimentão

Cultivar: Magali R

Ciclo: 120 a 150 dias

Espaçamento: 0,8-1,0 m entre linhas e de 0,4-0,5 m entre plantas

Nº de plantas: 25.000 /ha

Fertilidade do Solo: Alta Fertilidade

Forma de Plantio: Mudas

Produtividade: 13 t/ha

Coeficiente da Cultura e Profundidade efetiva do sistema radicular: Tabela 1

Tabela 1. Coeficientes de cultura (Kc) para sistemas de irrigação por gotejamento, e

profundidade efetiva do sistema radicular (Zr) durante os diferentes estádios de

desenvolvimento da cultura do pimentão.

Estádios Kc Z

Formação de mudas (0) -- 5 – 10

Pegamento de mudas (I) 0,40 5 – 10

Vegetativo (II) 0,40 15 – 25

Floração/Frutificação (III) 0,70 30 – 40

Produção Plena (IV) 1, 05 35 – 45

Declínio de Produção (V) 0, 85 35 – 45

1) Estádio 0: semeadura até transplante de mudas; I: até pegamento de mudas; II: até início de floração; III: até primeiros frutos atingirem 50% de tamanho; IV: até 1ª colheita após pico de produção; V: até última colheita. (2) Os valores de Kc para gotejamento já integram coeficientes de ajustes para compensar a menor perda de água por evaporação. (3) Para turno de rega (TR) de 1 dia, usar Kc = 1,10; TR = 2 dias, Kc = 0,85. Fonte: adaptado de Viñals et al. (1996), Allen et al. (1998) e Marouelli et al. (2008).

3.2. DADOS DA PROPRIEDADE

Nome da Propriedade: Fazenda JL

Localidade: Vitória da Conquista

Área Total: 15 ha

3.3. DADOS DA REGIÃO

Clima: Tropical de altitude ( Classificação de Köppen: Cwa)

Precipitação: 733,9 mm/ano

Temperatura média: 20,2 º C

Altitude média: 928 m

Latitude: 14º 50’19’’

Longitude: 40º 50’19’’

Classificação do solo: Latossolo Amarelo Distrófico A Moderado textura média

Textura do solo: Franco Argilo Arenosa

Teor de Silte + Argila no solo: 28%

A densidade aparente do solo será obtida através da fórmula:

Onde:

Ds = densidade do solo

M = massa em gramas

V = volume em cm

Este método baseia-se na obtenção de dois dados principais:

-Massa: Será obtida pela pesagem da amostra depois de seca em estufa a 110°C até

peso constante;

-Volume: Será obtido através do Método do anel volumétrico: Figura 1

Ds = M / V (g cm-3

)

Figura 1. Método do Anel Volumétrico

A caracterização física do solo será realizada no Laboratório de Física do Solo da

Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia – UESB

3.4. DADOS DA IRRIGAÇÃO

Tipo de irrigação: Localizada (Gotejamento)

Fonte de água: Barragem

Fonte de energia: Elétrica

Sistema: Fixo

Área a ser irrigada: 1 hectares

Vazão do emissor: 0,0015m3 h-1

Quantidade de setores: 2

Qualidade da água: C1 S1

Outorga da água: 10 m 3 h-1

Espaçamento do gotejador: Entre os gotejadores (0,30 m) e entre linhas (1,00 m)

4. MATERIAL E MÉTODOS

4.1. FORMAS DE QUANTIFICAÇÃO DE ÁGUA

Para a quantificação da água no solo em área irrigada por gotejamento para cultura do

pimentão, será necessário o monitoramento do sistema que pode ser feito no solo, na planta e na

atmosfera. O movimento da água no solo, para posterior absorção pelas plantas, é, em geral não

saturado, e isso faz com que os processos de escoamento sejam mais complicados e de difícil

descrição quantitativa, uma vez que eles acarretam mudanças no estado e no teor de água do

solo durante o escoamento.

O monitoramento da água via clima, será obtido através de observações

meteorológicas, as quais serão utilizadas na estimativa do consumo de água pelas plantas, a

chamada evapotranspiração da cultura (ETc).

4.2. DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO

Serão coletadas amostras em anéis volumétricos de volumes conhecidos (V). Para

obtenção da massa úmida (mu), as amostras serão umedecidas e em seguida, colocadas para

secar em estufa a 105º C, até obter peso constante. O material então será novamente pesado,

obtendo-se a massa seca (ms). A percentagem de umidade na base de peso é dada pela

expressão:

Depois de ter obtido o valor da umidade gavimétrica será realizado o cálculo para conhecer a

umidade volumétrica através da fórmula

Onde:

Ug: umidade gavimétrica (%);

Ds: densidade do solo (g/cm³);

Uv: Umidade Volumétrica.

θ = 100 x (mu –

ms)/V

Uv = (Ug x Ds) x

100

4.3. DETERMINAÇÃO DO ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO

Para atividades como irrigação é necessário o conhecimento da água armazenada, a

qual será medida através de uma altura de água. Na área esta altura será obtida através do

somatório das umidades volumétricas pelas profundidades equivalentes a estas umidades. A

definição de armazenamento de água A em uma camada de solo de espessura L, é:

Onde:

AL - altura de água;

- umidade volumétrica;

Z - profundidade.

4.4. DETERMINAÇÃO DA CONDUTIVIDADE HIDRAÚLICA DO SOLO EM

FUNÇÃO DA UMIDADE

Esta será determinada no Laboratório de Física do Solo da Universidade Estadual do

Sudoeste da Bahia através dos parâmetros de carga constante e carga decrescente para

quantificação do K0.

Para tanto, será necessário que se tenha bastante atenção na coleta e preparação das

amostras. Estas serão coletadas em uma trincheira aberta próxima a área, através de uma

estrutura indeformada (anel). Serão retiradas 15 amostras de cada uma das seguintes

profundidades: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,10; 1,12 m perfazendo um total de

180 amostras.

4.5. MEDIÇÃO DO POTENCIAL HÍDRICO DO SOLO

Na prática, o Ψw dos solos normais é geralmente medido como sendo

aproximadamente igual ao Ψm. A determinação do Ψm será feita utilizando Tensiômetros.

Neste caso, Ψm será calculado pela seguinte equação:

Onde:

Ψm = -12,6h + h1 +

h2 cm. H2O

AL = dZ,

h= altura da coluna de mercúrio;

h1= altura da cuba;

h2= profundidade

Uma vez que para se ler a umidade no solo através do Tensiômetro, será necessário

determinar a curva de retenção de água no solo, a qual será determinada no Laboratório de

Física do Solo da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia.

4.6. DETERMINAÇÃO DO FLUXO DE ÁGUA NO SOLO

Como o fluxo de água no solo não depende apenas do ∆Ψm, mas também da

condutividade hidráulica do solo (K) que será determinada através das análises feitas em

laboratório. A condutividade hidráulica, por sua vez, depende da textura (que para este caso já

foi determinada como sendo textura média) e da estrutura do solo sendo também fortemente

influenciada pelo teor de umidade do solo. Dessa forma, será considerando o fluxo em apenas

uma direção.

Onde:

q = densidade de fluxo de água (m.s-1);

K(θ) = condutividade hidráulica na umidade do solo

∆Ψw/∆X (gradiente de potencial hídrico, em m.m-1).

4.7. DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO

O método utilizado para determinar a capacidade de infiltração da água no solo será o

do infiltrômetro de anel.

A partir dos dados obtidos em campo será possível utilizar a equação:

Onde:

I = Infiltração acumulada (mm);

T = Tempo transcorrido para infiltrar a lâmina de água, em min;

q = - K(θ) . ∆Ψw/∆X

I = Ta * k + VIB * T

VIB= constante, diferente de 0;

Os parâmetros da equação de infiltração (k e a) serão estimados pelo método da

regressão linear, fazendo um arranjo dos termos:

Tabela 2. Em um teste de infiltração foram levantados os seguintes dados adaptados de

Carvalho e Silva (2006).

log (I −VIB * T) = log k + a * log T

4.8. CONSUMO DE ÁGUA PELAS PLANTAS

4.9. EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL DE REFERÊNCIA (ETo)

Para o cálculo da Etc, serão necessárias as estimativas da evapotranspiração de

referência (ETo) e do coeficiente de cultura (Kc).

Método de Blaney – Criddle (Evapotranspiração potencial de referência)

Valores de percentagem mensal das horas de luz (P)

para latitudes de 14° a 16°, segundo Blaney - Criddle

Lat.

Sul Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

14° 9,98 7,98 8,55 7,99 8,06 7,68 7,96 8,18 8,16 8,69 8,70 9,07

16° 9,08 8,00 8,56 7,97 7,99 7,61 7,89 8,12 8,15 8,71 8,76 9,16

Fonte: Manual de Irrigação

ETo = Evapotranspiração de referência, mm/dia;

T = Temperatura média anual, °C;

P = Percentual mensal das horas anuais de luz solar.

4.10. EVAPOTRANSPIRAÇÃO DA CULTURA (ETc)

ETc = Evapotranspiração potencial da cultura;

ETo = Evapotranspiração potencial de referência;

Kc = Coeficiente da Cultura.

4.11. DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE CAMPO DO SOLO (CC)

ETo = (0,457 x T + 8,13) x P

ETc = ETo x Kc

Será determinada a partir da curva de retenção, a qual será obtida no Laboratório de

Fisica do Solo da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia- UESB.

4.12. DETERMINAÇÃO DO PONTO DE MURCHA PERMANENTE (PMP)

Metodologia de Arruda (1987):

Pm = Ponto de murchamento;

X = teor de silte mais argila (%);

4.13. DETERMINAÇÃO DA CAD

A determinação da CAD será feita utilizando a profundidade de 35 cm (tabela 1.).

Matematicamente, a CAD pode ser calculada pela seguinte equação:

Onde:

CC%= porcentagem de água no solo quando em capacidade de campo;

PMP%= porcentagem de água no solo no ponto de murcha;

D= massa específica do solo (densidade);

Z= profundidade efetiva do sistema radicular, ou seja, a camada de solo explorada

pelas raízes, expressa em mm.

4.14. DETERMINAÇÃO DA ÁGUA FACILMENTE DISPONÍVEL – AFD

A Água Facilmente Disponível representa uma fração da CAD e será determinada pela

fórmula:

Sendo a fração (p) determinada experimentalmente em função do tipo de cultura e do

consumo máximo de água nos diferentes estádios fenológicos.

Pm = 398,9 * X 1808,1 + X

CAD= 0,01 * (CC% - PMP%) * D * Z

AFD = p * CAD

Quadro 1. Grupos de culturas de acordo com a perda de água no solo. Adaptado de FAO(1979).

GRUPO CULTURAS

1 Cebola, pimenta, batata.

2 Banana, repolho, uva, ervilha, tomate, pimentão.

3 Alface, feijão, cítricas, amendoim, abacaxi, girassol, melancia, trigo.

4 Algodão, milho, azeitona, açafrão, sorgo, soja, beterraba, cana-de-açúcar, fumo.

Quadro 2. Fração (p) para grupos de culturas e evapotranspiração máxima (ETm). Adaptado de

FAO (1979).

GRUPO DE

CULTURA

ETm mm/dia

(ETP)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 0.50 0.425 0.35 0.30 0.25 0.225 0.20 0.20 0.175

2 0.675 0.575 0.475 0.40 0.35 0.325 0.275 0.25 0.225

3 0.80 0.70 0.60 0.50 0.45 0.425 0.375 0.35 0.30

4 0.875 0.80 0.70 0.60 0.55 0.50 0.45 0.425 0.40

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS

FILGUEIRA, F.A.R. Solanáceas: agrotecnologia moderna na produção de tomate, batata,

pimentão, pimenta, berinjela e jiló. Lavras, MG: UFLA, 2003. 333p.

LIMA, P. A.; MONTENEGRO, A. A. A.; LIRA JUNIOR, M. A.; SANTOS, F. X.; PEDROSA,

E. M. R. Efeito do manejo da irrigaçao com água moderamente salina na produção de pimentão.

Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v. 1, n. 1, p. 73-80, 2006.