Cultura do Algodão - Apostilas - Engenharia Agrícola, Notas de estudo de Agroflorestal
Rogerio82
Rogerio8217 de junho de 2013

Cultura do Algodão - Apostilas - Engenharia Agrícola, Notas de estudo de Agroflorestal

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Apostilas de Engenharia Agrícola sobre o estudo do Projeto de irrigação por autopropelido tracionado por mangueira, Cultura do Algodão, Necessidades de água à irrigação da cultura do algodoeiro.
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Grupo de trabalho 1

Projeto de irrigação por autopropelido

tracionado por mangueira Cultura do Algodão

Ariel M. Toso Danilo S. Taba

Diego R. F. Araújo Fernando Guerra

Guilherme D. Siviero Marcela M. Pereira Ricardo G. Braga

Rodrigo S. B. Magalhães

26/11/2008

Conteúdo

1 .....................................................................................................................

1

2 Introdução.................................................................................................... 4 2.1 A cultura do algodão................................................................................... 4 2.1.1 História........................................................................................................ 4 2.1.2 Importância econômica................................................................................ 5 2.1.2.1 Panorama mundial....................................................................................... 5 2.1.2.2 Panorama nacional....................................................................................... 5 2.1.3 Botânica....................................................................................................... 7 2.1.4 Clima e solo................................................................................................. 8 2.1.5 Variedades.................................................................................................... 9 2.1.5.1 Cultivar plantado......................................................................................... 10 2.1.6 Adubação da cultura.................................................................................... 11 2.1.6.1 1.1.6.1 Adubação de manutenção................................................................ 11 2.1.6.2 ..................................................................................................................... 2.1.6.3 1.1.6.2 Adubação de cobertura.................................................................... 12 2.2 1.2. Irrigação................................................................................................ 12 2.2.1 1.2.1 Água ................................................................................................... 12 2.2.1.1 1.2.1.1 A importância da água na produção vegetal.................................... 12 2.2.1.2 1.2.1.2 Fonte de água................................................................................... 13 2.3 1.3 Irrigação ................................................................................................ 13 2.3.1 1.3.1 Evapotranspiração.............................................................................. 15 2.3.2 1.3.2 Função de produção água-cultura....................................................... 15 2.3.3 1.3.3 Quando irrigar..................................................................................... 16 2.3.4 1.3.4 Métodos de irrigação ......................................................................... 17 2.3.4.1 1.3.4.1 Métodos de irrigação por aspersão ................................................. 20 2.3.4.2 1.3.4.2 Autopropelido.................................................................................. 20 2.3.5 1.3.5 Irrigação do algodoeiro....................................................................... 22 3 Projeto.......................................................................................................... 23 3.1 2.1 Objetivo................................................................................................. 23 3.2 2.2 Informações para a elaboração do projeto............................................. 24 3.2.1 2.2.1 Coeficiente de cultura (Kc) ................................................................ 24 3.2.2 ..................................................................................................................... 3.2.3 2.2.2 Fator de aproveitamento de água no solo (f) ..................................... 24 3.2.4 2.2.3 Eficiência de irrigação ....................................................................... 25 3.3 2.3 Necessidades de água à irrigação da cultura do algodoeiro (NAC)...... 25 3.4 2.4 Evapotranspiração de referência padrão grama (ET0).......................... 26 3.5 2.5 Evapotranspiração potencial da cultura do algodoeiro (ETc)................ 26 3.6 2.6 Precipitação pluvial efetiva (Pef).......................................................... 28 3.7 ..................................................................................................................... 3.8 2.7 Necessidade de água de irrigação do algodoeiro (NAI)........................ 32 3.9 2.8 Dimensionamento do projeto de irrigação............................................ 32 3.9.1 2.8.1 Cálculo da lâmina líquida de irrigação (LLI)..................................... 34 3.9.2 2.8.2 Cálculo da freqüência de irrigação ou turno de rega (Tr)................... 35 3.9.3 2.8.3 Cálculo da lâmina liquida de irrigação corrigida (LLIc).................... 35 3.9.4 2.8.4 Cálculo da lâmina bruta de irrigação (LBI)........................................ 36 3.9.5 2.8.5 Cálculo da vazão de projeto necessária à irrigação do Algodoeiro (Q).. 36 3.9.6 2.8.6 Seleção do modelo de autopropelido e do aspersor para o projeto.... 37 3.9.7 2.8.7 Largura da faixa de irrigação (Lf)...................................................... 38 3.9.8 2.8.8 Comprimento da faixa de irrigação (Cf)............................................ 39 3.9.9 2.8.9 Área irrigada por faixa de irrigação (Aif)........................................... 40 3.9.10 2.8.10 Velocidade de descolamento do aspersor (Vd)................................. 40 3.9.11 2.8.11 Intensidade média da precipitação do aspersor (Ip)......................... 41 3.9.12 2.8.12 Tempo gasto na irrigação de uniformização da lâmina de irrigação no

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início da faixa (Tif).................................................................................................. 42 3.9.13 2.8.13 Tempo de percurso gasto pelo aspersor para percorrer uma distância equivalente ao dobro do comprimento da mangueira do equipamento (Tp)........... 42 3.9.14 2.8.14 Tempo de irrigação por posição do autopropelido tracionado pela mangueira (TATPM)................................................................................................ 43 3.9.15 2.8.15 Número de faixas irrigadas durante um turno de rega (Nif)............ 44 3.9.16 ..................................................................................................................... 3.9.17 2.8.16 Área dimensionada de irrigação no projeto (Ad)............................. 44 3.10 2.9 Leiaute do projeto.................................................................................. 45 3.11 2.10 Dimensionamento hidráulico do projeto............................................. 45 3.11.1 2.10.1 Dimensionamento da tubulação principal........................................ 45 3.11.1.1 2.10.1.1 Diâmetro interno da tubulação principal (Dt)................... 46 3.11.1.2 2.10.1.2 Perda-de-carga contínua na tubulação principal (hftp)...... 46 3.12 2.11 Perda-de-carga na mangueira do autopropelido.................................. 47 3.13 2.13 Perda de carga na turbina do autopropelido (hft)................................ 48 3.14 2.14 Dimensionamento do conjunto de motobomba................................... 48 3.15 2.15 Lista de Material.................................................................................. 52 4 3. Conclusão................................................................................................ 52 5 4. Bibliografia.............................................................................................. 53 6 ..................................................................................................................... 7 ..................................................................................................................... 8 ..................................................................................................................... 9 ..................................................................................................................... 10 ..................................................................................................................... 11 ..................................................................................................................... 12 Anexos......................................................................................................... 56

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1. Introdução

1.1. A cultura do algodão

1.1.1.. História

O algodoeiro é uma das fibras vegetais mais antigas do mundo. As

primeiras referências registram seu cultivo alguns séculos antes de Cristo

(RICHETTI; MELO FILHO, 2001). Atualmente existem mais de 50 espécies do

gênero Gossypium, mas apenas quatro são cultivadas, isto é, domesticadas.

Acredita-se que as principais espécies cultivadas, a G. hirsutum L. e a G.

barbadense L., descendem de um ancestral comum que se originou no

Continente Africano, classificado como Gossypium herbaceum africanum. A

domesticação ocorreu no sul da Arábia, onde a raça acerifolium surgiu

(BELTRÃO; ARAÚJO, 2004). No Brasil, pouco se sabe sobre a história dessa

malvácea (RICHETTI; MELO FILHO, 2001).

Segundo Richetti e Melo Filho (2001) o algodão é um dos produtos de

maior importância econômica do grupo das fibras, pelo volume e valor da

produção. Seu cultivo também é de grande importância social, pelo número de

empregos que gera direta ou indiretamente.

Do algodão quase tudo se é aproveitado, principalmente a semente e a

fibra. A semente (caroço) representa aproximadamente 65% do peso da

produção e a fibra, 35% (RICHETTI; MELO FILHO, 2001). O algodoeiro não é

somente uma planta fibrosa e oleaginosa, mas também, produtora de proteína

de qualidade, podendo funcionar como suplemento protéico na alimentação

animal e humana (EMBRAPA, 2003).

A fibra, principal produto do algodão, possui varias aplicações

industriais, dentre as quais pode se citar: confecção de tecidos para a

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tecelagem de vários tipos de tecidos, preparação de algodão hidrófilo para

enfermagem, confecção de feltro, cobertores e estofamentos, obtenção de

celulose, películas fotográficas, chapas para radiografia e outros segundo

Corrêa (1989) citado por Richetti e Melo Filho (2001).

1.1.2.. Importância econômica

1.1.2...1... Panorama mundial

A cotonicultura está concentrada basicamente em sete países, por

ordem de importância: China, Estados Unidos, Índia, Paquistão, Usbequistão,

Brasil e Turquia, os quais responderam por 77%, em média, do volume mundial

de 19,2 milhões de toneladas, no período de 1996/97 a 2000/01. O Brasil só

recentemente retornou ao rol dos maiores produtores, já que sua participação

evoluiu de 1,4% para 4,5% entre os extremos do período. Os quatro países

maiores produtores também foram os principais consumidores, ao responder

por 59% das 19,4 milhões de toneladas demandadas ao longo desse tempo

(BARBOSA & NOGUEIRA Jr, 2001).

Dentre os principais países exportadores, destacam-se os Estados

Unidos com 1.470 mil toneladas, seguidos do Uzbequistão e África Zona

franca, com 893 mil toneladas e 792 mil toneladas respectivamente segundo

Richetti e Melo Filho (2001). Sendo que os principais países importadores são

pela ordem: Ásia S.E. com 1.046 mil toneladas, União Européia com 881 mil

toneladas e Turquia com 523 mil toneladas (RICHETTI & MELO FILHO, 2001).

Nos dias atuais os campos de cotonicultura dos Estados Unidos

apresentam produção superior a 770 kg/ha. No Mississipi a produção está em

aproximadamente 880 kg/ha, dependendo do clima. Já na Califórnia os valores

estão próximos de 1250 kg/ha (THOMPSON, 1999).

Muitas das técnicas desenvolvidas para o aumento de produção do

algodão foram desenvolvidas nos Estados Unidos. Nem todas são aplicáveis

no Brasil até o presente momento, mas poderão ser utilizadas no futuro

(THOMPSON, 1999).

1.1.2...2... Panorama nacional

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No Brasil, a cultura do algodão vem apresentando uma redução de área

desde 1985. De 2,25 milhões de hectares e uma produção de 2,67 milhões de

toneladas em 1985, passou para 0,81 milhões de hectares e produção de 1,91

milhões de toneladas em 2000, isso segundo Richetti e Melo Filho (2001) e

segundo Carvalho e Chiavegato (1999) as safras de 1997/98 e 1998/99 do

algodoeiro se verificou uma redução de 20,8% na área plantada, passando de

879,7 mil hectares para os atuais 696,7 mil hectares. Dentre os estados

produtores, apenas Mato Grosso, Paraíba e Ceará apresentam acréscimo de

área: 85%, 57% e 50%, respectivamente. Nos demais estados ocorreu redução

de área em níveis diferentes (CARVALHO; CHIAVEGATO, 1999).

Apesar da redução de área plantada, a produção brasileira de algodão

em pluma cresceu 27,9% e a de algodão em caroço 22,7%. Devido às

condições climáticas favoráveis em quase todas as regiões produtoras do país,

e às tecnologias adotadas pelos cotonicultores, verificou-se um significativo

ganho de produtividade de 61,5%, passando de 1.335 kg/ha para 2.156 kg/ha

(CARVALHO; CHIAVEGATO, 1999).

Até 1997, a produção de algodão concentrava-se Regiões Sul, Sudeste

e Nordeste. Mas, a partir de 1998, aumentou significativamente a participação

da Região Centro-Oeste principalmente os estados de Mato Grosso e Goiás.

Nos estados de São Paulo e Paraná, tradicionais produtores de algodão

herbáceo a produção teve uma queda acentuada durante o período de 1985 a

1997, mantendo-se estável nas safras subseqüentes Richetti e Melo Filho

(2001). Sendo dividida a cultura do algodoeiro em duas regiões distintas: região

meridional (Centro-Sul/Oeste) compreendendo os Estados de São Paulo, Mato

Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás, Minas Gerais e Sul da Bahia,

predominando o algodão anual ou herbáceo, onde se obtém as maiores

produtividades; e região setentrional que engloba os Estados produtores do

Norte e do Nordeste, onde são cultivados tanto o algodoeiro herbáceo como o

arbóreo (CARVALHO; CHIAVEGATO, 1999).

Fonte: IBGE.

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O primeiro prognóstico da produção de algodão em caroço é da ordem

de 3,6 milhões de toneladas, contra 4,0 milhões de toneladas obtidas em 2008,

indicando uma redução de 10,7%. Este decréscimo de produção se deve,

basicamente, à retração da área cultivada, como conseqüência do desestímulo

dos produtores em cultivarem o produto em face dos altos preços dos insumos

e da queda das cotações da pluma. Todas as Unidades da Federação

registraram quedas sendo que o Mato Grosso, principal produtor, que participa

com 51,9% da produção nacional, registrou diminuições de 11,8% na área a

ser colhida e de 11,1% na produção esperada (IBGE; 2008).

1.1.3.. Botânica

O algodoeiro é uma dicotiledônea, da família das malváceas. O gênero

Gossypium, ao qual pertence, é bastante variado e segundo Fryxell (1984)

citado por Fuzatto (1999) conta com 39 espécies. Esse germoplasma pode ser

dividido em duas categorias, pelo menos de três modos: a) espécies selvagens

e espécies cultivadas; b) espécies diplóides (2n=26) e espécies tetraplóides

(2n=52); espécies produtoras e espécies não produtoras de fibra fiável

(FUZATTO, 1999). O algodoeiro herbáceo (Gossypium hirsutum L. raça

latifolium Hutch.) é um dos fitossistemas de maior complexidade que a natureza

criou tendo habito de crescimento indeterminado apresentando pelo menos

dois tipos de ramificação (monopodiais e simpodiais), dois tipos de folhas

verdadeiras (dos ramos e dos frutos) e pelo menos duas gemas (axilar e extra-

axilar) situadas na base de cada folha, o que, junto com outros apanágios

morfológicos e fisiológicos conferem a esta planta uma elevada plasticidade

fenotípica, ajustando-se aos mais diversos ambientes de clima e solo

(BELTRÃO; SOUZA, 1999).

As espécies tetraplóides cultivadas, ou algodoeiro do Novo Mundo, são

G. hirsutum e G. barbadense. Esta última, conhecida como algodoeiro Pima,

Egípcio, Tanguis, produtora de fibra longa e de alta qualidade, é cultivada

principalmente no Egito, Sudão, Peru, Estados Unidos e alguns países da

antiga União Soviética. Pouco mais de 5% da produção mundial é devida a

essa espécie. Por outro lado, com distribuição em praticamente todos os países

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produtores, a espécie G. hirsutum, conhecida como algodão Upland, é

responsável por mais de 90% da produção mundial (FUZATTO, 1999).

O algodoeiro é considerado uma planta de autofecundação, embora a

taxa de cruzamento natural possa atingir 50% ou mais (FUZATTO, 1999).

1.1.4.. Clima e solo

Segundo Abrahão, D’arce & Fonseca (1981) no estado de São Paulo, o

algodão pode ser cultivado em qualquer região, com exceção da “região não

algodoeira”, que compreende todo Vale do Paraíba, o litoral e sul do estado. As

restrições a essa faixa de terra dizem respeito apenas ao clima e ao relevo.

Basicamente existem duas regiões produtoras de algodão no Brasil, que se

diferenciam em especial pela quantidade de chuva recebida durante o período

de cultivo (SILVA, 1999). A região meridional, que abrange parte dos Estados

do Paraná, São Paulo, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Mato Grosso e

Goiás, caracteriza-se por apresentar precipitação média anual ao redor de

1.200 mm, com estação seca até certo ponto bem definida. A outra região, que

se estende desde o Ceará e proximidades, passando pelos Estados do

Nordeste, até o norte de Minas Gerais, possui precipitações mais irregulares e

totalizam soma bem inferior, chegando a alcançar, nas áreas mais interioranas,

menos de 800 mm (SILVA, 1999).

Segundo Abrahão, D’arce e Fonseca (1981) o algodão é uma planta que

se desenvolve bem em condições de temperaturas entre 20 a 30ºC durante

todo o seu ciclo exceto na fase de maturação durante a qual a temperatura

ideal seria entre 20 a 25ºC, podendo a cultura ser conduzida em regiões de

precipitação pluvial anual entre 500 e 1500 mm, já em regiões com precipitação

menor que 200 mm durante a estação, impedem o cultivo sem irrigação.

O solo é apenas um dos componentes de um conjunto complexo de

fatores de produção, destacando-se pelo seu importante papel de fornecer às

plantas suporte físico, água e nutrientes. Portanto, o conhecimento das

características inerentes a cada solo, os chamados fatores edáficos, é

importante para julgar o potencial de produção agrícola (LEPSCH, 1987).

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O solo é, depois do clima, o mais importante elemento formador do

ambiente. O algodão se desenvolve muitos tipos de solo, no entanto, melhores

resultados são obtidos naqueles que apresentam características de relevo de

terreno plano a ondulados, isso porque a cotonicultura é uma das culturas que

mais expõem o solo a erosão, portanto a declividade máxima deve ser de 12%,

apresentar grande profundidade mesmo que 96% do sistema radicular da

cultura estejam a uma profundidade de um metro (dos quais mais de 80%

estão distribuídos nos primeiros vinte centímetros), o solo deve ser profundo,

uma vez que a raiz principal pode atingir mais de dois metros. Solos que

apresentem camada impermeável próxima a superfície, não são indicados, pois

podem encharcar, condição não suportada pela planta, isso segundo Abrahão,

D’arce e Fonseca (1981).

Os solos brasileiros são pobres em fósforo, de um modo geral, e o

problema de deficiência se agrava em condições de acidez. A resposta do

algodoeiro, em tal situação, é tão grande que o fósforo se consagrou como o

elemento de produção. Demonstra, no entanto, destacado efeito residual no

solo e sua disponibilidade aumenta com a correção de acidez em certos casos

(SILVA, 2001).

1.1.5.. Variedades

Embora haja diferença devida a variedades e condições ambientais, o

algodoeiro anual inicia seu florescimento com cerca de 50 dias de idade,

mantendo-o até 120 dias. O pico da curva de florescimento ocorre ao redor de

70-80 dias. O pegamento das flores é maior até 30-40 dias de florescimento,

época ideal para os trabalhos de autofecundação e cruzamento (FUZATTO,

1999).

Segundo Fuzatto (1999), dependendo também da variedade e do

ambiente, o tempo médio para estágios fenológicos relativos à reprodução no

algodoeiro é o seguinte:

• Da emergência da plântula aos primeiros botões florais: 30-35 dias;

• Do aparecimento do botão à abertura da flor: 20-25 dias;

• De flor aberta a fruto com tamanho máximo: 25-30 dias;

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• De fruto com tamanho máximo à deiscência: 30 dias.

O ciclo do algodoeiro é característica genética, porém, fortemente

influenciado pelo ambiente. Em condições normais, tendo como referência o

tempo necessário para que 90% dos frutos estejam abertos, as variedades

podem ser assim classificadas (FUZATTO, 1999):

• Precoces: cerca de 130 dias;

• Médias: cerca de 140-160 dias;

• Tardias: acima de 170 dias.

1... Cultivar plantado

Cultivar plantado: CNPA ITA 90. Cultivar mais plantada no cerrado brasileiro e que possui excelente desempenho sob condições irrigadas no

Centro Oeste e Nordeste do Brasil. O rendimento de fibra está em torno de

38%-39%, além de apresentar excelentes características tecnológicas de fibra,

com resistência forte (30,0 gf/tex), comprimento no HVI-SL 2,5% de 30,2 mm,

finura de 4,2 mm a 4,5 mm, refletância de 72% e grau de amarelecimento de

7,9 e fiabilidade (CSP) entre 2.200 a 2.500 (EMBRAPA, 2008). Possui

resistência moderada a ramulose, ramulariose, estemphilyum e alternaria. É

medianamente susceptível a bacteriose e altamente susceptível a viroses

(doença azul, vermelhão e mosaico comum), devendo-se usar o MIP,

considerando o pulgão como vetor de viroses, ou seja, nunca permitir que a

população de pulgões passe de 10% de plantas infestadas, até os 130 dias do

ciclo, após o qual será permitida a elevação dessa população para 30% de

plantas infestadas por pequenas colônias. Possui ciclo normal sob condições

irrigadas (150 dias). Exige a regulação do porte com reguladores de

crescimento, que devem ser aplicados a partir dos 25 a 30 dias, além de

adubação elevada. Essa cultivar é a mais indicada para produtores altamente

tecnificados e que dispõem de colheitadeiras mecanizadas (Freire; Farias,

2001).

Ciclo do cultivar: 150 dias (plantio em 15 de Outubro e colheita à partir de

13 de Março do ano seguinte).

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Espaçamento da cultura: 0,7 a 0,9 m entre fileiras, de acordo com o a

colheitadeira, com seis a dez plantas por metro linear (Embrapa, 2000).

Profundidade efetiva das raízes: em algodoeiro irrigado se observa uma concentração de 80% do sistema radicular numa profundidade de até 70 cm

(Rosolem et al., 2000).

Altura média das plantas: 1,20 m ( ALGODÃO..., 1985).

1.2. Adubação da cultura

1.1.6.1 Adubação de manutenção

O fósforo e potássio podem ser adequadamente recomendados em

função da análise de solo. As tabelas 1 e 2 indicam os níveis de interpretação

e as doses de fósforo e potássio usadas na adubação de manutenção,

respectivamente.

O nitrogênio deve participar em dose mínima (15 a 20 kg de N ha-1) na

adubação básica. Com relação ao enxofre, é conveniente uma aplicação em

dose mínima (20 a 30 kg de S ha-1), no plantio; para tanto, há necessidade de

uso de adubos nitrogenados e/ou fosfatados que o contenham, na

impossibilidade de ser aplicado na base, o enxofre poderá ser aplicado em

cobertura, juntamente com o nitrogênio, através do uso de sulfato de amônio

(Staut; Kurihara, 2001).

A adubação de manutenção representa, no caso dos micronutrientes

boro e zinco, a forma mais eficiente de fornecimento. As doses de boro, usadas

na adubação do algodoeiro, encontram-se na tabela 3.

Em solos arenosos, quando o teor de potássio for inferior a 0,24 cmolc

dm-3, sugere-se aplicar em cobertura 30 kg ha-1 de K2O aos 30-40 dias após a

emergência das plantas, juntamente com a adubação nitrogenada.

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1.1.6.2 Adubação de cobertura

Silva (1999), baseado em resultados experimentais, com aplicações

efetuadas em cobertura aos 30 – 40 dias de idade das plantas, fase de máxima

absorção do nutriente, definiu que uma pequena dose de N deve ser usada no

sulco de semeadura e o restante em cobertura, única ou parcelada,

dependendo da textura do solo, do histórico da gleba, intensidade do uso da

terra e a prática de rotação de culturas, na fase entre o aparecimento do botão

floral e o florescimento (Tabela 4).

1.2. Irrigação

1.2.1 Água

1.2.1.1 A importância da água na produção vegetal

A água é fator fundamental na produção vegetal. Sua falta ou seu

excesso afetam de maneira decisiva o desenvolvimento das plantas e, devido

a isto, seu manejo racional é um imperativo fundamental na maximização da

produção agrícola (REICHARDT, 1978).

O reservatório desta água é o solo que temporariamente armazena

água, podendo fornecê-la às plantas à medida de suas necessidades. Como a

recarga natural deste reservatório (chuva) é descontínua, o volume disponível

às plantas é variável. Quando as chuvas são excessivas sua capacidade de

armazenamento é superada e grandes perdas podem ocorrer. Estas perdas

podem ser por escorrimento superficial, provocando ainda a erosão do solo ou

por percolação profunda, alcançando assim o lençol freático. Esta água

percolada é perdida do ponto de vista da planta, mas é ganha do ponto de vista

dos aqüíferos subterrâneos (REICHARDT, 1978).

Quando a chuva é esparsa, o solo funciona como um reservatório de

água imprescindível ao desenvolvimento vegetal. O esgotamento deste

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reservatório por uma cultura exige sua recarga artificial que é o caso da

irrigação. Devido a estes fatores, o manejo correto da água é ponto

fundamental em uma agricultura racional (REICHARDT, 1978).

Atualmente a disponibilidade de água do solo às plantas é vista de

maneira dinâmica, podendo variar de situação para situação mesmo para o

mesmo solo e a mesma cultura. O conceito baseia-se na mobilidade da água.

Toda vez que o fluxo de água do solo para a raiz é de uma intensidade tal que

supre a demanda de água da planta e da atmosfera, a água é disponível. A

planta entra em déficit de água ou murcha, quando o fluxo deixa de suprir esta

demanda (REICHARDT, 1978).

1.2.1.2 Fonte de água

A demanda crescente pelos recursos hídricos acentua cada vez mais a

necessidade de manejo criterioso e racional, de modo a assegurar a

integridade, a produtividade, a diversidade e a vitalidade dos sistemas

aquáticos e de suas bacias hidrográficas (BUCKS, 1995; citado por SANTOS et

al., 2005).

As principais fontes de água para irrigação são rios, lagos ou

reservatórios, canais ou tubulações comunitárias e poços profundos.

Vários fatores devem ser considerados na análise da adaptabilidade da

fonte para irrigação, entre os quais a distância da fonte ao campo, a altura em

que a água deve ser bombeada, o volume de água disponível (no caso de lago

ou reservatório), a vazão da fonte no período de demanda de pico da cultura e

a qualidade da água.

1.3 Irrigação

Por irrigação subentende-se a aplicação de água ao solo no qual se

desenvolve agricultura com o objetivo de suplementar a precipitação pluvial,

aumentando, assim o crescimento das plantas, a qualidade do produto e a

produtividade (REICHARDT, 1978).

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A irrigação é praticada principalmente em regiões áridas e semi-áridas

porque nesta região a chuva é geralmente insuficiente para o desenvolvimento

do ciclo completo de uma cultura, de tal forma que a produção agrícola ou é

impossível ou é severamente prejudicada sem a aplicação artificial de água. É

comum também em regiões úmidas, a presença de períodos de déficit de água

que limitam drasticamente a produtividade do solo, e, nestes casos a irrigação

suplementar garante a agricultura produtiva (REICHARDT, 1978).

A produtividade e a qualidade das culturas agrícolas aumentaram

sensivelmente nas ultimas décadas, principalmente devido a um preparo

melhor do solo, uso de fertilizantes, melhores variedades, controle de pragas e

moléstias e melhores praticas agrícolas. Como um resultado de todas estas

melhorias, a água no solo tem se tornado freqüentemente o fator limitante da

produtividade, mesmo em climas considerados úmidos (REICHARDT, 1978).

Apesar das relações água-solo-planta variarem bastante de situação

para situação, todas as culturas apresentam algumas relações comuns

(REICHARDT, 1978):

• Todas as culturas são mais sensíveis ao potencial da água do que

à quantidade de água presente (umidade do solo). Isto acontece

porque para um mesmo potencial diferentes solos possuem

diferentes umidades. Devido a isto, critérios de quando irrigar,

baseia-se em potenciais e não em umidades.

• Nenhuma cultura necessita de irrigação quando o fluxo de água

no solo supre a demanda da evapotranspiração;

• Todas as culturas são mais sensíveis a potenciais baixos (mais

negativos) de água em determinados estágios de crescimento do

que em outros.

Os dois principais parâmetros para estimar a quantidade de irrigação

necessária são a evapotranspiração e a precipitação efetiva. Porém, em áreas

irrigadas de regiões áridas e semi-áridas, faz-se irrigação total, porque nestas

a intensidade da precipitação efetiva é pouco significativa. Já nas regiões

úmidas ou semi-úmidas, quando o cultivo é realizado fora da época das chuvas

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ou em “veranicos”, a quantidade de irrigação necessária é baseada

exclusivamente na evapotranspiração (BERNARDO, 1995).

1.3.1 Evapotranspiração

A evapotranspiração é definida como o volume de água evaporada e

transpirada por uma superfície com vegetal, durante um determinado período,

incluindo a evaporação da água do solo, a evaporação da água depositada por

irrigação, chuva ou orvalho na superfície das folhas e a transpiração vegetal.

Este processo necessita de energia para a evaporação da água, portanto,

depende da quantidade de energia solar recebida, da planta, do solo e do

clima; sendo que o clima predominante sobre os demais, de modo que a

quantidade de água, requerida por uma cultura, varia com a extensão da área

coberta pelo vegetal e com as estações do ano (BERNARDO, 1995).

1.3.2 Função de produção água-cultura

Para quantificar os benefícios econômicos da irrigação, é necessário

saber quantificar o esperado aumento na produtividade em função do aumento

de água aplicada.

A representação gráfica ou matemática desta relação é denominada

função de produção “água-cultura”.

Na Figura 1, tem- se um exemplo clássico de uma função de produção

“água-cultura” (BERNARDO,1995).

Figura 1. Exemplo Típico de Função de Produção “Água – Cultura”.

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O objetivo de um bom sistema de irrigação é aplicar a água ao solo de

tal forma que o solo, em todas as partes do campo, seja uniformemente

molhado até a mesma profundidade (REICHARDT, 1978).

Vantagens da Irrigação:

• Garantia de produção - com a instalação de um sistema de irrigação

adequado, você não ficará mais na dependência das chuvas.

• Diminuição dos riscos - após todos os investimentos na preparação do

solo, na compra de sementes, na aplicação de corretivos e adubos, você

não correrá o risco de ver tudo perdido por falta de água.

• Colheita na entressafra - a irrigação possibilita obter colheitas fora de

época de safra, o que resulta em remuneração extra e abastecimento

regular do mercado consumidor.

• Aumento de Produtividade - com todos os fatores do processo produtivo,

devidamente equilibrados, o uso da irrigação, além de garantir a

produção, possibilitará, também um aumento dos rendimentos.

• Fertirrigação - possibilita a aplicação de adubo por meio da água de

irrigação, substituindo a adubação convencional por meio de tratores,

reduzindo o consumo de óleo, desgaste de máquina e o emprego de

mão de obra (IRRIGAÇÃO..., 2008).

Limitação da Irrigação:

• Alto custo inicial

• Falta de mão de obra especializada, o agricultor deve ser orientado para

saber a diferença entre irrigar e molhar (IRRIGAÇÃO..., 2008).

1.3.3 Quando irrigar

A água deve ser aplicada ao solo quando o potencial de sua água ainda

está suficientemente alto, sem expor a planta a uma carência de água que

afeta seu desenvolvimento e quando a condutividade hidráulica do solo ainda

é suficientemente grande para, através da equação de Darcy, atender a

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demanda evaporativa da atmosfera. Ela deve ser fornecida em quantidades

certas, evitando perdas, tanto por escoamento superficial como por drenagem

profunda. Na prática, este critério é geralmente simplificado, atendendo às

condições de cada caso particular (REICHARDT, 1978).

Um excesso de água pode, em determinadas condições, elevar o nível

do lençol freático introduzindo no solo condições de salinidade, forçar as

necessidades de praticas de drenagem ou provocar o processo de erosão pelo

escoamento superficial da água. Estes fatos tornam importante aplicar ao solo

a quantidade exata de água em cada situação (REICHARDT, 1978).

1.3.4 Métodos de irrigação

Método de irrigação é a forma pela qual a água pode ser aplicada às

culturas. Basicamente, são quatro os métodos de irrigação: superfície,

aspersão, localizada e subirrigação. Para cada método, há dois ou mais

sistemas de irrigação que podem ser empregados. A razão pela qual há muitos

tipos de sistemas de irrigação é devido à grande variação de solo, clima,

culturas, disponibilidade de energia e condições socioeconômicas para as

quais o sistema de irrigação deve ser adaptado (REICHARDT, 1978).

A escolha do método de irrigação a ser usado em cada área deve ser

baseada na viabilidade técnica e econômica do projeto e nos seus benefícios

sociais. Em geral, os sistemas de irrigação por superfície são os de menor

custo por unidade de área, os de aspersão de custo médio e os de gotejamento

de maior custo (BERNARDO, 1995).

Na escolha do método de irrigação a ser usado, devem-se considerar os

seguintes pontos:

a) Uniformidade da superfície do solo

A irrigação por superfície requer superfícies uniformes e com declividade

não muito acentuada. Assim, terrenos com declividade acentuada limitam o

uso de irrigação por superfície, permitindo somente irrigação por aspersão e

gotejamento. Para colocar a superfície do terreno em condições de poder

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praticar uma eficiente irrigação por superfície, há, em geral, necessidade de

sistematizar o terreno. E quanto maior for à desuniformidade natural do terreno,

maior será o custo e maiores serão os problemas com a sistematização

(BERNARDO, 1995).

b) Tipo de solo

Deve-se considerar também o tipo de solo da área a ser irrigada. Solos

com baixa capacidade de retenção d’água exigem irrigações leves e

freqüentes, as quais são de difícil manejo na irrigação por superfície e de fácil

manejo na irrigação por aspersão e por gotejamento (BERNARDO, 1995).

Solos com alta capacidade de infiltração facilitam o uso de irrigação por

aspersão e gotejamento, por permitirem irrigações com maior intensidade de

aplicação, diminuindo assim o tempo de irrigação por posição, e dificultam o

uso de irrigação por superfície, por causa das grandes perdas por percolação,

a menos que os sulcos ou as faixas sejam muito curtos (BERNARDO, 1995).

c) Quantidade e qualidade da água

Na prática da irrigação, à longo prazo, a qualidade da água é um dos

fatores mais importantes. Pequenas quantidades de soluto podem, em projetos

de irrigação mal elaborados, transformar lentamente uma área fértil em um solo

salino de baixa produtividade (REICHARDT, 1978).

Águas com muitas partículas sólidas em suspensão têm uso limitado em

microaspersão e gotejamento, a menos que se usem filtros com melhores

características, o que encarece o sistema. Este tipo de água dificilmente causa

problemas na irrigação por superfície, exceto a sedimentação nos canais

(BERNARDO, 1995).

Quando a quantidade de água for limitante ou seu custo for muito

elevado, ela devera ser usada com a máxima eficiência possível (BERNARDO,

1995).

Portanto, a quantidade, a qualidade e o custo da água também influem

na escolha do método de irrigação.

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d) Clima

Em regiões em que a velocidade média dos ventos exceda a 5 m/s, não

deve ser recomendada a irrigação por aspersão, pois haverá muita perda

d’água por arrastamento pelo vento e alteração do perfil de distribuição dos

aspersores, causando baixa uniformidade de distribuição. Em regiões com

baixa umidade relativa do ar e alta temperatura, deve-se, sempre que possível,

evitar o uso irrigação por aspersão, em virtude de grande perda por

evaporação, exceto em regiões onde o resfriamento da cultura também é

objetivo da irrigação (BERNARDO, 1995).

e) Cultura

É muito importante que fique bem claro que não há propriamente um

método de irrigação mais eficiente que outro para quaisquer condições, mas

sim que, para determinada condição, há métodos que se adaptam melhor.

Deve-se, primeiro, estudar bem as características da cultura e da área que se

quer irrigar e depois escolher o método que melhor se adapte a essas

características (BERNARDO, 1995).

Dependendo das condições locais de solo e da cultura a ser irrigada, um

método de irrigação pode ser de mais fácil manejo que outro. Nos métodos por

aspersão e gotejamento, há melhor controle da lâmina aplicada por irrigação

(BERNARDO, 1995).

Os métodos usados para aplicar a água ao solo podem ser divididos em

três grupos, dependendo da forma pela qual a água é distribuída na superfície.

Métodos de aspersão simulam a chuva, pois a água é distribuída às varias

partes do campo por meio de tubulações e depois é pulverizada no ar caindo

no solo na forma de precipitação. Métodos de superfície são aqueles nos quais

a água é distribuída às diferentes partes do campo escorrendo sobre a

superfície do solo. São aplicáveis apenas em casos onde existe uma camada

menos permeável abaixo da zona radicular, que não permita uma drenagem

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profunda excessiva e que estimule o movimento horizontal da água

(REICHARDT, 1978).

1.3.4.1 Métodos de irrigação por aspersão

Analisando especificamente os métodos por aspersão, estes requerem

uma análise detalhada do solo, cultura, topografia e condições climáticas. Estes

métodos se adaptam adequadamente a solos com alta taxa de infiltração

(condutividades hidráulicas) e a solos de topografia ondulada, que dificilmente

possam ser nivelados. A aplicação de água nunca deve ser feita em taxa

superior à taxa de infiltração da água no solo. Para solos arenosos a taxa de

infiltração se torna constante logo depois do inicio da irrigação, tendendo para

Ko. Desta forma, a taxa de aplicação nunca deve ser superior a Ko

(REICHARDT, 1978).

Os sistemas de aspersão podem ser permanentes ou móveis. Os

permanentes são fixos, muitas vezes com tubulações subterrâneas para

facilitar o tráfego de máquinas. Os sistemas móveis são os mais comuns,

constituídos de tubulações leves, alumínio ou PVC, de fácil conexão, que

podem ser transportadas com relativa facilidade. Estes sistemas são levados

de uma área para outra, de acordo com um esquema planejado para atender

às necessidades de irrigação da propriedade (REICHARDT, 1978).

1.3.4.2 Autopropelido

No caso de sistema de aspersão por autopropelido, este constitui-se de

um único canhão ou mini canhão que é montado num carrinho, que se desloca

longitudinalmente ao longo da área a ser irrigada. A conexão do carrinho aos

hidrantes da linha principal é feita por mangueira flexível. A propulsão do

carrinho é proporcionada pela própria água. É o sistema que mais consome

energia e apresentava no passado, problemas com a durabilidade da

mangueira. É bastante afetado por vento e produz gotas de água grandes, que

podem prejudicar algumas culturas (BERNARDO, 1995).

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O autopropelido pode possuir dois tipos de agente movimentador,

movimentação por cabo-de-aço e movimentação por carretel enrolador. No

caso do autopropelido com movimentação por carretel enrolador, o

equipamento movimenta-se através do recolhimento da própria mangueira de

condução da água de irrigação, por um carretel enrolador. É o mais utilizado

atualmente, possuindo uma vida útil maior que o outro tipo, pois, a mangueira

já vai sendo enrolada e não se arrasta pelo chão (SISTEMA...,2008).

Na prática, qualquer sistema de irrigação apresenta certo grau de

desuniformidade, resultando em áreas irrigadas com excesso ou com déficit.

No sistema de irrigação autopropelido esta uniformidade de distribuição de

água é influenciada pelo tipo de perfil de distribuição do aspersor, pela

velocidade e direção do vento, pressão de serviço, uniformidade de rotação do

aspersor, altura de elevação do aspersor, diâmetro e tipo de bocal dos

aspersores (ROSA, 1986; citado por Rocha et al., 2005).

De acordo com Addink et al. (1983) citado por Rocha et al. (2005), o

coeficiente de uniformidade de aplicação de água de um equipamento de

irrigação decresce caso a velocidade de deslocamento do carro aspersor ao

longo do carreador não seja constante. Estes autores relatam que na literatura

encontram-se valores extremos de até 60% de variação de velocidade de

deslocamento de autopropelidos. A causa desta variação é atribuída a

variações no diâmetro do carretel enrolador de mangueira e a variações na

velocidade de rotação do mecanismo propulsor.

1.3.4.2.1 Tipos de autopropelido

a) Com movimentação por cabo-de-aço

O equipamento movimenta-se pelo recolhimento de um cabo-de-aço. É

o mais antigo, de menor custo de aquisição, sua principal limitação é a baixa

durabilidade da mangueira. Geralmente necessita de maquinário para

enrolamento da mangueira após a irrigação no local (CIENTEC..., 2008).

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b) Com movimentação por carretel enrolador

O equipamento movimenta-se através do recolhimento da própria

mangueira de condução da água de irrigação, por um carretel enrolador. É o

mais utilizado atualmente, possuindo uma vida útil maior que o outro tipo, pois,

a mangueira já vai sendo enrolada e não se arrasta pelo chão (CIENTEC...,

2008).

1.3.4.2.2 Princípio de funcionamento do autopropelido

A água que é bombeada para a irrigação, movimenta uma turbina, que

aciona um sistema de engrenagens promovendo a movimentação da

plataforma por recolhimento do cabo-de-aço ou da mangueira pelo carretel

enrolador (CIENTEC..., 2008).

É utilizado principalmente para irrigação de pastagens, cana-de-açúcar,

pomares e cafezais.

A principal vantagem do sistema é permitir irrigar várias áreas com

apenas um equipamento e a facilidade de projetar o sistema. As desvantagens

são o excessivo consumo de energia em função de (CIENTEC..., 2008):

• Grande perda de carga para promover a movimentação (acionar a

turbina)

• Alta pressão de serviço do canhão hidráulico.

• Perda de carga promovida pelo grande comprimento da mangueira.

• O maior inconveniente desse tipo de equipamento é a alta intensidade

de aplicação de água (Ia);

• É o campeão nacional de consumo de energia;

• Seu uso tem diminuído no Brasil.

1.3.5 Irrigação do algodoeiro

Na cotonicultura irrigada, o inter-relacionamento do manejo do solo e da

água e a demanda da cultura por uma adequada população de plantas,

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certamente são fatores determinantes para o sucesso na expansão da área

(AL-KHAFAT et al., 1978; FOWLER, 1979; citado por OLIVEIRA et al, 1999). O

manejo inadequado das irrigações é um dos fatores que mais tem limitado o

rendimento do algodoeiro, cujo déficit de umidade no solo (MILLAR, 1976;

GUINN et al., 1981; citado por OLIVEIRA et al, 1999) ou o excesso (LEVIN;

SHMUELI, 1964; BRUCE; ROMKENS, 1965; citado por OLIVEIRA et al, 1999)

pode causar redução significativa no rendimento da cultura.

Procurando minimizar os efeitos nocivos das secas periódicas e da

irregularidade das chuvas sobre o rendimento da cultura, agricultores começam

a mostrar interesse pela exploração da cotonicultura em regime de irrigação.

Uma das vantagens desse cultivo é o curto período de ocupação da área (110

a 150 dias), baixo consumo de água (cerca de 4500 a 6000 m3 ha-1) e boa

produtividade, variando em função do ciclo da cultivar e das condições

edafoclimáticas da região produtora (ALMEIDA et al., 1990; BELTRÃO, 1999;

citado por CORDÃO SOBRINHO et al., 2007), sendo os períodos de maior

exigência de água para a cultura do algodoeiro: floração e formação do capulho

(IRRIGAÇÃO..., 2008).

O sistema de aspersão convencional mais usado no Brasil para irrigar o

algodoeiro é o sistema semiportátil, em que a linha principal é fixa e as laterais

são móveis. Em relação aos demais sistemas por aspersão (fixo, canhão

hidráulico, autopropelido e pivô central), este sistema requer menor

investimento de capital; contudo, exige mais mão-de-obra, devido à maior

necessidade de mudanças nas tubulações laterais. Dependendo do

comprimento da linha lateral, a sua movimentação de uma posição a outra

requer um tempo de mudança, que varia de 20 a 60 minutos. Para minimizar o

seu custo, o sistema deve ser projetado para uma jornada de trabalho entre 18

e 24 horas por dia, porque o funcionamento contínuo do sistema reverte em

menor custo por unidade de área. O tempo de funcionamento da lateral por

posição é determinado em função da lâmina a ser aplicada em cada evento de

irrigação e da intensidade de precipitação dos aspersores (ARAÚJO et al.,

2006).

2. Projeto

2.1 Objetivo

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O objetivo do trabalho foi elaborar e implantar um projeto de irrigação por

aspersão, através do uso de autopropelido, em uma área onde atualmente é

cultivada a cultura do algodoeiro sob condições de sequeiro.

2.2 Informações para a elaboração do projeto

A área da propriedade é de 170 hectares, dos quais 135 hectares serão

ocupados com a cultura do algodoeiro.

A propriedade Sítio do Exercício conta com um levantamento

planialtimétrico na escala 1:7.500, com curvas de níveis espaçadas de 1m.

O abastecimento de energia elétrica à propriedade é feito em altas e

baixas tensões.

O projeto será instalado no município de Bonito, no Estado de Mato

Grosso do Sul, situado a uma altitude entre 350 a 450 metros.

2.2.1 Coeficiente de cultura (Kc)

A duração em dias de cada estádio foi adaptado segundo Doorembos e

Pruitt (1977) e, os valores de Kc foram obtidos segundo Doorenbos e Kassam

(1979). Os valores são apresentados na tabela a seguir:

Estádios de desenvolvimento do

algodoeiro

Duração (dias) Coeficiente–de–cultura (Kc)

Estádio I 10 0,4 Estádio II 20 0,7 Estádio III 50 1,05 Estádio IV 45 0,8 Estádio V 25 0,65

2.2.2 Fator de aproveitamento de água no solo (f)

O valor 0,50 é obtido pela ETc (mm/dia) máximá do ciclo, no caso mês

de Novembro (6,75 mm/dia), analisando a fração de depleção de água do solo

por Doorenbos e Kassam (1979).

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2.2.3 Eficiência de irrigação

(Ei) 85%. Paz (1990 – Avaliação de sistemas de irrigação), diz que para sistemas de irrigação por aspersão convencional bem dimensionado a

eficiência de aplicação aproxima-se a 85%, podendo ultrapassar esse limite se

o sistema funcionar à noite e com ventos moderados. Segundo Bernardo et al.

(2005), considera-se 80% de área adequadamente irrigada por aspersão para

culturas de menor valor comercial e 90% de área adequadamente irrigada para

culturas de maior valor comercial.

2.3 Necessidades de água à irrigação da cultura do algodoeiro

(NAC)

A necessidade de água das culturas (NAC) corresponde ao seguinte

balanço hidrológico bastante simplificado:

NAC = ETc + Llix – Pef

Onde:

- NAC: Necessidade de água das culturas;

- ETc: Evapotranspiração da cultura;

- Llix: Lâmina de água aplicada para lixiviação dos sais presentes em

excesso na zona radicular das plantas;

- Pef: Precipitação efetiva.

Como se observa pela relação anterior, a principal função de um projeto

de irrigação é disponibilizar água suficiente para atender as perdas devido à

evapotranspiração da cultura. É por esta razão que a evapotranspiração da

cultura (ETc) é considerada como um sinônimo das necessidades de água das

culturas – NAC (PERES, 2006a).

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