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Gotejamento subterrâneo – quais as vantagens?

Os resultados de produtividade da soja e milho, com a utilização da tecnologia, mostraram-se muito promissores, com safras atingindo produtividades superiores a 100 sacas/ha de soja e 280 sacas/ha de milho safra

Eusímio F. Fraga Júnior Engenheiro agrônomo, doutor, professor e pesquisador – CinCi – UFU/Campus Monte Carmelo eusimiofraga@ufu.br

Amanda Moreno Carlos Graduanda em Agronomia e integrante CinCi – CinCi – UFU/Campus Monte Carmeloamandamoreno.009@gmail.com

Gotejamento – Crédito: Shutterstock

A irrigação por gotejamento subsuperficial (subsurface drip irrigation – SDI) é definida pela aplicação de água abaixo da superfície do solo por emissores de microirrigação. A vazão dos emissores é usualmente menor que 3,0 L/h. O sistema SDI proporciona uma irrigação plena, e não deve ser confundido com subirrigação, onde a zona radicular é irrigada por controle da altura do lençol freático.

O SDI é ajustável a uma larga gama de variedades de hortícolas, culturas agrícolas e aplicável a culturas que atualmente se irriga utilizando gotejamento superficial. Os primeiros experimentos com SDI iniciaram-se nos anos 1860, na Alemanha, onde tubos curtos de argila foram instalados no solo para fornecer tanto irrigação quanto para fazer drenagem. Em essência, a metodologia SDI evoluiu do método de subirrigação.

Origem

O SDI faz parte da irrigação moderna desde o início dos anos 1960. Neste tempo, em Israel, Blass (1964) relatava as primeiras experiências com SDI. Na época, o desempenho era frequentemente reduzido por problemas como entupimento do emissor (precipitação química, fatores biológicos e físicos, e intrusão radicular) e baixa uniformidade de distribuição.

No entanto, com a melhoria dos materiais plásticos, dos processos de fabricação e projetos de emissores, o ressurgimento do SDI tornou-se possível, tanto em atividades de pesquisa quanto em operações comerciais.

A adoção de SDI em uma nova região pode ser dificultada pela falta de boas informações sobre concepção de projeto, manejo, manutenção e desempenho das culturas, juntamente com a falta de apoio técnico especializado.

O objetivo deste artigo é discutir alguns dos desafios da técnica, como um meio de ampliar sua compreensão conceitual para que a adoção de SDI possa ser otimizada em regiões onde é apropriado.

Uma compreensão conceitual mais ampla pode ajudar os usuários novatos do sistema SDI a fazerem as perguntas certas e podem ajudar pesquisadores e especialistas a formularem novas técnicas e estratégias para amenizar alguns desses desafios. Os tópicos deste artigo incluirão os desafios associados ao projeto e instalação, tipos e características de solo, práticas culturais, manutenção, monitoramento do sistema e operação, resultados observados para produção e grãos e fibras.

Características do sistema

A irrigação por gotejamento subterrâneo é de baixa pressão e alta eficiência, e usa tubos gotejadores enterrados para atender às necessidades de água da cultura. Essas tecnologias têm feito parte da agricultura irrigada desde 1960, avançando rapidamente nas últimas três décadas.

O sistema de subsuperfície é flexível e pode realizar irrigações de baixos volumes e frequentes em todos tipos de solos e ambientes, especialmente para regiões áridas, semiáridas, quentes e ventosas, áreas com abastecimento limitado de água e em solos arenosos.

Uma vez que a água é aplicada abaixo da superfície do solo, não há risco de formação de crostas na superfície do solo, nem condições saturadas de acumulação de água e potencial escoamento superficial (incluindo erosão do solo). Com uma boa manutenção e conservação do sistema, a aplicação de água é altamente uniforme e eficiente.

Assim, a irrigação por gotejamento subsuperficial economiza água e melhora o rendimento das lavouras, eliminando a água superficial e causando menos evaporação, redução da incidência de plantas daninhas e doenças pela ausência do molhamento foliar.

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A aplicação da água diretamente na zona radicular da cultura e não na superfície do solo, onde a maioria das sementes de ervas daninhas germinam após o cultivo, promove, como resultado, a redução da germinação de sementes, o que diminui a pressão das plantas invasoras.

Além disso, algumas colheitas podem se beneficiar do calor adicional fornecido por condições de superfície seca, produzindo mais biomassa da colheita, desde que a água seja suficiente na zona radicular.

Quando gerenciado e manejado corretamente e combinando com um sistema de injeção de fertilizantes, a eficiência de aplicação de água e fertilizantes é aprimorada e as necessidades de mão de obra são reduzidas. As operações de campo/tratos culturais são possíveis, mesmo quando a irrigação está sendo realizada.

Componentes do sistema

Uma grande variedade de tubos gotejadores está disponível no mercado. O espaçamento e a vazão dos emissores nos tubos subsuperficiais variam de acordo com o produto posicionado e o tipo de solo, e devem corresponder às necessidades de água da cultura cultivada.

Emissores com compensação de pressão, ou autocompensados, proporcionam que a irrigação por gotejamento subsuperficial distribua a água uniformemente em campos mais declivosos. Além disso, pesquisas indicam que a vazão do emissor de sistemas de irrigação subterrânea resultou em maior uniformidade de irrigação do que a irrigação por gotejamento superficial, devido à interação entre os efeitos da descarga do emissor e a pressão do solo.

Um layout de sistema típico consiste em um reservatório de decantação/sedimentação (quando necessário), unidade de bombeamento, válvula de alívio de pressão, válvula de retenção ou válvulas de prevenção de refluxo, unidade de injeção de produtos químicos, unidade de filtração equipada com válvulas solenoides de controle de retrolavagem (filtragem de areia/discos), reguladores de pressão, válvulas de ventilação de ar e sistema de distribuição de tubos de PVC para transportar a água para o campo.

O sistema de distribuição de água é composto por tubos principais, secundários e de derivação, aos quais são fixadas as linhas laterais (tubos gotejadores). Itens como medidor de fluxo e medidores de pressão são essenciais para monitorar o desempenho do sistema e alertar sobre vazamentos e bloqueios.

Também, é essencial fornecer uma válvula de liberação de ar/de vácuo para facilitar a drenagem dos tubos quando a bomba for desligada. Isso permitirá a liberação de ar preso que pode danificar a bomba (ou seja, cavitação) ao se interromper a irrigação. Esses dispositivos ajudam a manter a pressão da linha ao desligar após uma irrigação, uma queda rápida na pressão da linha pode causar o colapso ou achatamento dos tubos de PVC.

Detalhes

Os tubos gotejadores são inseridos abaixo da superfície do solo, por meio de implementos específicos para a operação, arrastado por um trator, sendo a operação realizada de maneira georreferenciada. 

A profundidade de instalação desejável para os tubos gotejadores subsuperficial varia de acordo com a cultura e tipo de solo, geralmente entre 20 a 30 cm de profundidade. Alguns sistemas subsuperficiais rasos (<20 cm) são removidos e reinstalados anualmente e são muito similares com o SDI.

Porém, muitas pesquisas os consideram como irrigação por gotejamento superficial, e reservam o termo SDI para sistemas projetados para uso de vários anos, combinando com o sistema de plantio direto.

Desafios do gotejamento subsuperficial

Embora o sistema de irrigação por gotejamento subsuperficial (SDI) seja tecnicamente adequado para um grande número de culturas em muitas regiões diversas, deve ser avaliado para situações específicas e nível técnico do produtor.

Os sistemas de irrigação por gotejamento subsuperficial podem ter um custo de investimento inicial mais alto do que sistemas de irrigação típicos, utilizados em algumas regiões.

Em muitos casos, o sistema SDI não tem valor de revenda ou valor residual mínimo. Os credores podem exigir maior patrimônio e mais garantias antes de aprovar os empréstimos para compra do sistema SDI.

Esses grandes investimentos podem não ser garantidos em áreas com disponibilidade incerta de água e energia, especialmente onde o rendimento da safra e as perspectivas de preço. Porém, os sistemas SDI normalmente têm uma vida útil maior do que os sistemas de irrigação alternativos, requerendo menores custos de depreciação anualizados.

Em algumas regiões, a falta de capacidade do contratante pode resultar em tempo de instalação mais elevado. Além disso, erros de dimensionamento são mais difíceis de resolver porque a maior parte do sistema SDI está abaixo do solo.

Como citado, mais componentes são normalmente necessários para SDI do que sistemas de irrigação por gotejamento de superfície (drip irrigation – DI). Assim, o design do sistema e concepções adequadas são primordiais, bem como tubos gotejadores específicos para serem enterrados.

Resultados

A produtividade em uma safra de grãos e fibras é definida por vários fatores, dentre eles: condições climáticas, genética do material utilizado, fertilidade da área, fitossanidade, entre outros, que interligados culminam na produção final obtida pelo produtor.

Por exemplo, a média de produtividade da soja no Brasil, segundo a Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), é em torno de 55 sacas/ha. Ela é influenciada principalmente pelas irregularidades pluviométricas ao longo dos anos agrícolas em diversas regiões produtoras de grãos e também, pela inadequada fertilidade do solo e nutrição das lavouras, fatores que culminam em baixas de produtividade.

Em áreas irrigadas em diferentes regiões do Brasil, a média de produtividade da soja no sistema SDI pode variar entre 40 e 76% maior se comparada as médias das áreas de sequeiro da fazenda.

Além dos cultivos tradicionais, como: soja, milho e feijão, a tecnologia vem trazendo resultados impressionantes também no cultivo do algodão. Em projetos demonstrativos com a tecnologia nas regiões do Mato Grosso e Oeste da Bahia, tradicionais regiões produtoras, com o gotejamento subterrâneo vem se obtendo produtividades acima das 420@ de algodão em caroço por hectare nos cultivos de primeira e segunda safras.

Os resultados são atingidos pela aplicação de água e nutrientes de forma parcelada ao logo de todo ciclo fenológico da cultura e sem causar molhamento superficial dos capulhos abertos da planta, garantindo mais produtividade e qualidade da pluma.

A estabilidade e saltos de produtividades que as fazendas estão obtendo com a utilização da tecnologia são proporcionados pela garantia de reposição hídrica das plantas em casos de déficit hídrico durante seu ciclo fenológico e, também, pela flexibilidade do produtor em colocar em prática estratégias de nutrições da soja por meio do sistema de irrigação por gotejamento subterrâneo, diretamente no sistema radicular, de forma parcelada, de acordo com a demanda e ciclo fenológico da planta.

Com os excelentes resultados em produtividade, incluímos a possibilidade de realização de uma terceira safra no ano agrícola, trazendo uma maior rentabilidade ao produtor, além do rápido retorno do investimento, sendo em torno de dois a três anos, comparando-se com as condições em sequeiro.

Investimento

Quanto ao investimento, um sistema de gotejamento subsuperficial (SDI) pode exigir um investimento inicial mais alto e o custo irá variar de acordo com à fonte e qualidade da água, necessidades de filtração, escolha do material, características do solo e grau de automação desejado. O custo do sistema, incluindo a instalação, pode variar de R$ 15.000 a R$ 25.000 por hectare.

Pesquisas mostram consistentemente que o rendimento e a qualidade do produto melhoram quando um sistema de irrigação por gotejamento subsuperficial é usado. Trabalhos em campo têm demonstrado que o pay back sobre o investimento é em torno de três a quatro anos, quando comparado à área de sequeiro, sendo que a expectativa de vida útil dos tubos gotejadores é de 12 a 15 anos.

Foi relatado que alguns sistemas duram 20 anos, com boa manutenção, podendo durar ainda mais, desde que seja usada água de boa qualidade e o sistema permaneça enterrado no solo por muitos anos.

Experimentos

Neste sentido, em 2020 o Centro de Inteligência em Cultivos Irrigados – CinCi da Universidade Federal de Uberlândia instalou um experimento na região do Cerrado Mineiro, na cidade de Monte Carmelo (MG), com o intuito de avaliar a eficiência na aplicação de produtos químicos por meio da tecnologia (SDI) no controle de pragas, doenças e plantas daninhas, em comparação com técnicas tradicionais adotadas na região.

De modo geral, por permitir a aplicação de defensivos agrícolas e fertilizantes concomitantemente a irrigação, será avaliado todo o desenvolvimento e a produtividade do cultivo, dependendo do alvo visado, com a possibilidade de rotacionar culturas e avaliar a eficácia de aplicação e controle.

– Amédia de produtividade da soja no sistema SDI pode variar entre 40 e 76%

– Além dos cultivos tradicionais, como: soja, milho e feijão, a tecnologia vem trazendo resultados impressionantes também no cultivo do algodão – acima das 420@ de algodão em caroço por hectare

– O custo do sistema, incluindo a instalação, pode variar de R$ 15.000 a R$ 25.000 por hectare.

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