Simpósio Coopercitrus 2016 Manejo de Irrigação e Fertirrigação na Cultura de Cana-de-açúcar (gotejamento e pivô central)

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1 Simpósio Coopercitrus 2016 Manejo de Irrigação e Fertirrigação na Cultura de Cana-de-açúcar (gotejamento e pivô central) Prof. Rubens Duarte Coelho ESALQ - USP Piracicaba / SP 2015

2 Departamento de Engenharia de Biossistemas Setor de Irrigação / Hidráulica

3 ESALQ Curso de Pós-Graduação Engenharia Agrícola - ESALQ Total Acumulado: 707 Teses / Dissertações 60 % - Engenharia da Irrigação Atualmente : Mestrado : 56 Doutorado : 76 ESALQ Departamento de Engenharia de Biossistemas LEB / ESALQ Total : 132 Alunos 50 % Cana-de-Açúcar 30 % SP 70 % MG / NE / RS / GO

4 Cana-de-Açúcar Área Irrigada Área Irrigada Experiência Região Área Total Total Gotejamento Gotejameto (ha) (ha) (ha) Anos Salvamento Brasil Vinhaça ,5% Irrigação Plena Austrália Hawaii Ilhas Maurício África do Sul

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8 Diversidade de Gotejadores Mercado Nacional e Internacional

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12 Water Balance (Soil) Sugarcane Areas Methodology - Thornthwaite & Mather (1955) Average : Rain, Soil, Variety, TAW (100 mm)

13 Toneladas de Colmos / ha Produtividade por área Barbosa, F.S. & Coelho, R.D. (2015) MÁXIMO TEÓRICO 380 tons/ha A melhor produtividade em Gotejamento no Brasil 300 tons/ha A melhor produtividade de sequeiro no Brasil 105 tons/ha A melhor Produtividade em Pivô Central no Brazil 230 tons/ha Produtividade Média de Cana no Brasil 75 tons/ha

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15 Plena 100 % 232 ton / ha Lâmina 30 % 140 ton / ha Salvamento 80 ton / ha

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19 300 Ton / ha Variedade VAT

20 Agrovale Variedade VAT

21 Irrigation Strategies in Sugarcane Deficit Irrigation Salvation Irrigation Full Irrigation Annual Irrigation Depth (mm)

22 Requerimento Água Irrigação Usinas de Açúcar e Etanol - 10 / 30 mil ha Vazão - Irrigação Plena 10 mil ha cana - 5 m³/s Max 8 m³/s (3 m Diâmetro) 30 mil ha cana - 15 m³/s Max 25 m³/s (6 m Diâmetro) ANA / DF ANEL Conflitos com Hidroelétricas Outorgas Preventivas

23 Estação de Bombeamento

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25 Canais

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27 Aqueodutos

28 Projeto Pontal Petrolina PE 16 Aqueodutos ha

29 Custo Total Anual CARRETEL PIVO REBOCAVEL PIVO FIXO GOTEJAMENTO R$ / mm.ha R$ / mm.ha R$ 7-8 / mm.ha R$ 8-10 / mm.ha

30 MANEJO DA IRRIGAÇÃO 1 Métodos Climatológicos Tanque A x Estações Automatizadas 2 Métodos de Solo Tensiometria, Sonda Neutrons, TDR 3 Métodos de Planta Câmera de Scholander, Fluxo Seiva

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32 Conceitos Básicos 1 : Evapotranspiração Evaporação (E) - Perda de água de uma superfície para a atmosfera; Evapotranspiração (ET) - Perda de água por evaporação da superfície do solo mais transpiração da planta; Evapotranspiração Potencial (ETp) - É a demanda de água em uma superfície extensa vegetada por uma cultura, em crescimento ativo, cobrindo totalmente o terreno, em condição ideal de disponibilidade hídrica no solo (capacidade de campo), sem advecção / somente trocas verticais. Thornthwaite 1948.

33 Conceitos Básicos 2 : Evapotranspiração Evapotranspiração de Referência (ETo) - Evapotranspiração ocorrente em uma superfície de solo vegetada com grama batatais (2,88 m2 de folha / m2 de solo 8 a 15 cm de altura) ou alfafa (30 50 cm de altura), bem suprida de água em fase de desenvolvimento ativo e com bordadura adequada. Doorenbos & Pruitt (1977) Área suficientemente grande, de forma que resulte apenas trocas verticais de energia pela radiação solar. Normalmente esta condição ocorre apenas 1 2 dias após uma chuva generalizada na área, onde toda região fica úmida e as contribuições advectivas (horizontais) são minimizadas. Outra possibilidade seria vento = zero durante 24 h. Evapotranspiração Máxima (ETm) É a demanda de água de uma cultura, em condição ideal de disponibilidade hídrica no solo. Inclui efeitos advectivos se existir condição atmosférica para isto e do sistema de irrigação utilizado se for o caso. Evapotranspiração Atual (ETa) ou Real (ETr) É a demanda de água de uma cultura, dependente das condições atuais de disponibilidade hídrica no solo e da demanda atmosférica.

34 Equações para Estimativa da ETo

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36 IRRIGAR 100 %??? Propostas 1 e 2

37 Proposta 1 - Agrometeorologia Máxima Evapotranspiração (ETm) ETm = ETo. Kc Kc Coeficiente de Cultivo Cana

38 Proposta 2 - Física de Solos Sensores - Umidade na Capacidade de Campo

39 Usina Junqueira COSAN

40 CERRADO AREA - Dry Season Rainfed Sugarcane

41 CERRADO AREA Deficit Irrigation 25 %

42 CERRADO AREA Deficit Irrigation 50 %

43 CERRADO AREA Deficit Irrigation 75 %

44 CERRADO AREA Full Irrigation 100 %

45 CERRADO AREA Over Irrigation 125 %

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47 Retenção Foliar de Água na Cana-de-açúcar Lâmina de 1 a 3 mm (10 a 30 m3/ha)

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50 2011

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54 Estações Meteorológicas Brasil (2015)

55 Dados de Solo - CAD / Curva de Retenção

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61 Laboratório Física Solos - Piracicaba

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63 Potencial Mátrico (- cmca) Trincheiras Curva de Retenção de Água no Solo Fazenda COELHO - T 3 ; T 1,2,4,6,10,13,19 : T 7,8, T cm T cm T cm T cm T cm T 1,2,4,6,10,13, cm T 1,2,4,6,10,13, cm T 1,2,4,6,10,13, cm T 1,2,4,6,10,13, cm T 1,2,4,6,10,13, cm T 7,8, cm T 7,8, cm T 7,8, cm T 7,8, cm T 7,8, cm Umidade volumérica (cm3/cm3)

64 1 3 2

65 OPÇÕES DE QUANDO IRRIGAR: - Irrigar em intervalos definidos pelo usuário - Irrigar a uma depleção crítica - Irrigar abaixo ou acima da depleção crítica - Irrigar em intervalos fixos por estágio - Irrigar a uma depleção fixa - Irrigar a um determinado nível de redução da ETc por estágio - Irrigar a um determinado nível de redução da produtividade - Sem irrigação (sequeiro)

66 OPÇÕES QUANTO IRRIGAR: - O usuário define a lâmina de irrigação aplicada - Elevação da umidade do solo à capacidade de campo - Elevação da umidade do solo abaixo ou acima da capacidade de campo - Lâmina de irrigação fixa

67 1- Manejo Irrigação Lâmina Fixa

68 2- Manejo Irrigação Turno Rega Fixo

69 Variabilidade da Evapotranspiração ETo em Caçú GO : 30 anos

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71 Série Histórica Precipitação Diária (mm) Caçú GO

72 Dados da Cultura de Cana-de-Açúcar

73 mm DEF(-1) EXC Extrato do Balanço Hídrico Época 1 Época 2 Época Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

74 Irrigação 100 % mm/dia Época 1 6,48 CAD : 100 mm 4,32 2,16 0,00

75 Irrigação 100 % Época 2 mm/dia 6,90 CAD : 100 mm 5,18 3,45 1,72 0,00

76 Irrigação 100 % Época 3 CAD : 100 mm mm/dia 5,18 3,45 1,72 0,00

77 Épocas CAD : 100 mm Irrigação 100 % mm/dia 5,76 4,32 2,88 1,44

78 Irrigação 100 % Irrigação Déficit 10 % ETc

79 Irrigação 100 % Outorga - ANA

80 Necessidade de Irrigação Simulada (mm / ano) 900,0 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 Série1 Série2 Série3 200,0 100,0 0,

81 MANEJO DA IRRIGAÇÃO 1 Métodos Climatológicos Tanque A x Estações Automatizadas 2 Métodos de Solo Tensiometria, Sonda Neutrons, TDR 3 Métodos de Planta Câmera de Scholander, Fluxo Seiva

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84 Cálculo da Lâmina de Irrigação - Tensiômetros

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86 TENSIÔMETRO DIGITAL DE PUNÇÃO

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88 Curva de retenção de água no solo Eq. de Van Genuchten 0,0509 0,3424 1, (0, * 0, 5 m

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90 Diagrama de um TDR (Time Domain Reflectometer)

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96 NOVO PROJETO : INCT EI / ESALQ SENSORES DE SOLO - DRONES/ CAMERAS TERMAIS

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101 4- Manejo Irrigação : Tensiômetro

102 MANEJO DA IRRIGAÇÃO 1 Métodos Climatológicos Tanque A x Estações Automatizadas 2 Métodos de Solo Tensiometria, Sonda Neutrons, TDR 3 Métodos de Planta Câmera de Scholander, Fluxo Seiva

103 Porometria

104 Câmara de Scholander

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106 Potencial Gravitacional Potencial Matricial Potencial Osmótico

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110 Tomate - Casa Vegetação : 180 MT /ha

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118 CONSIDERÇÕES FINAIS Obrigado / Questões? Agradecimentos : Coopercitrus / Agostinho

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123 TÓPICOS AVANÇADOS 1) Uma cana que produz 95 ton / ha evapotranspira o mesmo do que uma cana que produz 300 ton / ha? O Kc não deveria variar com o nível de Produtividade?

124 TÓPICOS AVANÇADOS 1) Uma cana que produz 95 ton / ha evapotranspira o mesmo do que uma cana que produz 300 ton / ha? O Kc não deveria variar com o nível de Produtividade? 2) Todas as variedades evapotranspiram da mesma maneira? O Kc não deveria variar com a variedade?

125 Eficiência do Uso da Água na Irrigação de Cana-de-açúcar para Produção de Açúcar e Energia: Experimentação e Simulação (Projeto PITE) - Parceria Público 50 % - Privada 50 %

126 Water Productivity into Biomass and Energy for 24 Brazilian Sugarcane Varieties Rubens Duarte COELHO 1 1 Associated Professor / University of São Paulo / Brazil Rafael MASCHIO 2 2 PhD Students / University of São Paulo Daniel Philipe Veloso LEAL 2 Fernando da Silva BARBOSA 2 Robson MAURI 2 ASABE Annual International Meeting Dallas, Texas July 29 August 1, 2012

127 Figure 1 - Layout of the experiment area and varieties codification. 24 Varieties 2 Irrigation Levels %

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132 Coelho, R.D. & Barbosa, F. S / 17

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143 Intensidade de Deficit Hídrico - Maturação M1 - Déficit hídrico suave / fraco : 60 dias antes colheita M2 - Déficit hídrico moderado : 60 dias antes colheita M3 - Sem Déficit hídrico : irrigar até a colheita M4 - Metodologia "drying-off" - CAD / ETcana Déficit hídrico severo : 16 dias antes colheita

144 M2 6 FV M4 2 FV

145 Irrigação acumuada (L) RESULTADOS E DISCUSSÃO MANEJO DA IRRIGAÇÃO Irrigação total acumulada (litros) - L100 M3: 1200 V V DAP V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8

146 Irrigação acumuada (L) RESULTADOS E DISCUSSÃO MANEJO DA IRRIGAÇÃO Irrigação total acumulada (litros) - L100 M3: DAP V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8

147 L 100 M3

148 V 6 V 7

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150 RESUMINDO 1 Lâminas de irrigação calculadas a nível de outorga e de projeto são aproximações teóricas... cautela no uso destes valores!! ; 2 - Após a implantação e o início da operação do sistema de irrigação, é preciso calibrar no próprio local os valores de Kc, em função dos efeitos advectivos locais e das variedades plantadas ; 3 - Produtividades muito elevadas próximas do potencial teórico da canade-açúcar (380 Ton / ha), somente podem ser obtidas quando se faz 100 % correto o manejo da irrigação de cada variedade, da fertirrigação e da microbiologia do solo. 4 - O acerto de todos os detalhes no campo não é tão rápido... requer uso de instrumentação de precisão, conhecimento técnico e tecnologia de informação.

151 CONSIDERÇÕES FINAIS Obrigado / Questões? Agradecimentos : Coopercitrus / Agostinho

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157 FOTOSSÍNTESE luz 6 H 2 O + 6 CO 2 6 O 2 + C 6 H 12 O 6 Clorofila

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