REGA NA PARCELA NO BAIXO MONDEGO - CONTRIBUTOS PARA A SUSTENTABILIDADE DE SISTEMAS CULTURAIS ALTERNATIVOS

Transcrição

1 REGA NA PARCELA NO BAIXO MONDEGO - CONTRIBUTOS PARA A SUSTENTABILIDADE DE SISTEMAS CULTURAIS ALTERNATIVOS Gonçalves 1, J. M., M. Nunes 1, F. Miguens 1, F. Pires 1, D. Santos 1, F. Almeida 1 1 Escola Superior Agrária de Coimbra, Bencanta Coimbra, jmmg@esac.pt Resumo Esta comunicação apresenta os resultados de estudos sobre a rega de sistemas culturais alternativos no Baixo Mondego, através de desenvolvimento experimental conducente à análise dos métodos e equipamentos de rega usados ao nível da parcela. Estudou-se a condução da rega para várias culturas (batata, feijão, pimento e milho), efectuou-se a avaliação da rega por aspersão, micro-aspersão e por gravidade, em canteiros de nível e sulcos, e analisou-se a condição de fornecimento de água às parcelas. Conclui-se que as limitações dos sistemas de rega na parcela criam dificuldade no controlo da dotação, provocando uma redução na eficiência de rega. A rega por aspersão e microaspersão comprovaram um bom desempenho em culturas hortícolas no terço superior do Baixo Mondego, tendo-se demonstrado soluções compatíveis com a reduzida pressão na rede colectiva. A rega de gravidade por sulcos longos mostrou bons resultados, os quais estão muito condicionados pelo nivelamento de terras, preparação do terreno e estruturas de alimentação na parcela. Palavras-chave: condução da rega; rega por aspersão; rega por sulcos; ESAC Abstract This paper reports the irrigation research activity of alternative crop systems for Lower Mondego Valley. Field experimentation was developed to study the solid set sprinkler, micro-sprinkler, graded and level furrow systems, applied in several plots with potato, beans, pepper and corn crops. Several irrigation techniques and equipment were used and a field evaluation methodology was carried out to analyse their performance and feasibility. It was recognised that over-irrigation was due to limitations of field irrigation systems and farmer operative skills. Pressurised systems showed good adequacy for horticultural crops on higher valley, some of them compatible with lower pressure on hydrants. Surface irrigation by long graded furrows allowed good results if the land smoothing, soil preparation and the field delivery system are correctly managed. Key-words: irrigation scheduling, sprinkler irrigation, furrow irrigation, ESAC 1

2 1) Introdução. Objectivos O Baixo Mondego reúne as condições necessárias para desenvolver sistemas de agricultura sustentável, em consequência da Obra de Fomento Hidroagrícola, com destaque ao emparcelamento, rega, drenagem e nivelamento dos solos. A viabilidade das alternativas tecnológicas - horto-industriais e arvenses de regadio (Coelho et al., 2004) - requer uma criteriosa gestão da água, que assenta nos factores: sistema de rega na parcela, sistema de produção agrícola - ambos da responsabilidade directa do agricultor - e rede colectiva de distribuição de água - da responsabilidade da Associação de Beneficiários. Os sistemas de produção influenciam o uso e a gestão da água através do tipo de culturas e sistemas culturais adoptados, das técnicas de mecanização e de preparação e armação do terreno. O sistema colectivo de distribuição determina as condições hidráulicas do abastecimento, expressas pelo caudal, pressão, frequência e duração, as quais devem estar bem coordenadas com o método de distribuição, com a antecedência do pedido e com o cumprimento pelos agricultores das regras estabelecidas. Portanto, as soluções devem harmonizar os vários factores envolvidos no processo, num compromisso que salvaguarde a gestão de recursos, a rentabilidade económica e a funcionalidade e desempenho da rede colectiva. A intervenção experimental teve por objectivo a racionalização da gestão da água, avaliando-se os métodos e equipamentos de rega usados ao nível da parcela, considerados técnica e economicamente adequados às condições do Baixo-Mondego, tendo em conta as condições da distribuição de água e a especificidade do solo e das técnicas culturais. Assim, a experimentação desenvolvida visou a: - Condução da rega para várias culturas (batata, feijão, pimento e milho). - Avaliação da rega por aspersão e micro-aspersão, ensaiando diversos equipamentos e disposição de aspersores. - Avaliação da rega por gravidade, por canteiros de nível e sulcos, ensaiando vários dispositivos e caudais de alimentação. - Avaliação das condições de fornecimento de água às parcelas, nomeadamente a pressão e o caudal durante a rega. 2) Materiais e métodos As metodologias aplicadas na experimentação foram as seguintes: - Simulação do balanço hídrico do solo através do modelo RELREG (Teixeira, 1994), recorrendo a informação de estação meteorológicas automáticas (Coimbra/ESAC e Montemor-o-Velho/DRABL). - Observação directa do sistema de distribuição, através da medição da pressão e do caudal. - Avaliação de campo da rega por aspersão com base nos procedimentos de Merriam e Keller (1979); na avaliação dos sistemas com aspersores convencionais estudouse a influência da disposição dos aspersores, em quadrado e em triângulo, no desempenho do sistema; foi também avaliada a regulação do espalhador do aspersor e a utilização de aspersores sectoriais (Fig. 1). - Avaliação de campo da rega por micro-aspersão, testando uma instalação temporariamente fixa, com micro-aspersores rotativos e tubagem em PE, para a cultura do pimento (Fig. 2). - Avaliação de campo da rega por gravidade, de acordo com Walker e Skogerboe (1987), testando o efeito do nivelamento do terreno: declive nulo e declive 2

3 longitudinal de 0,1 %, e a alimentação dos sulcos utilizando tubo rígido janelado e manga plástica (Fig. 3 e 4). Figura 1 - Medições de pluviometria, caudal pressão em rega por aspersão O trabalho experimental consistiu em diversas observações e medições de campo, nomeadamente: - Caudal de alimentação à parcela, através de um medidor ultra-sónico e mecânico, e respectiva pressão de funcionamento. - Nível da toalha freática, a partir de piezómetros. - Humidade do solo, pela técnica TDR. - Em rega por gravidade, medição do volume de água aplicado e saído dos sulcos, tempos característicos e avaliação da infiltração por balanço volumétrico. - Distribuição da pluviometria em rega por aspersão, através de udómetros. - Caudal debitado pelos aspersores, através do método volumétrico, e respectiva pressão. - Acompanhamento do ciclo vegetativo das culturas. 3

4 6 m 6 m Figura 2 - Esquema do sistema de rega por micro-aspersão e fotografia de emissor Abandono dos cabeceiros do início da parcela Declive nulo Reduzir ao mínimo a largura do cabeceiro Declive 0,1 % Tubo rígido com janelas piézometros Figura 3: Esquema da experimentação em rega por gravidade (parcela de 200 x 100 m) Figura 4: Fotografia de tubo perfurado para alimentação de sulcos e dispositivos de avaliação da rega 4

5 3) Resultados e discussão A condução da rega foi analisada através da avaliação dos calendários de rega, permitindo identificar eventuais períodos de carência hídrica. Esta análise permitiu também uma melhor determinação dos coeficientes culturais e da contribuição da água subterrânea por ascensão capilar, em face dos valores medidos da humidade do solo pela técnica TDR. Na figura 5 apresenta-se o resultado gráfico da análise dum calendário de rega. Figura 5: Exemplo de resultados da simulação do teor de água utilizável na cultura do milho, em Montemor-o-Velho e comparação com medições por TDR, em Na avaliação da rega por aspersão, a eficiência potencial de aplicação obtida situou-se entre 85 e 90 %. Os resultados confirmaram que uma disposição dos aspersores em triângulo favorece a uniformidade relativamente à disposição em quadrado, pelo que é aconselhável optar pela primeira nas instalações fixas (Fig. 6). A regulação do espalhador tem igualmente uma influência significativa na uniformidade de distribuição, tendo-se concluído que o espalhador totalmente elevado permite uma melhoria de cerca de 10 % naquele indicador. Isto porque torna praticamente triangular o perfil da pluviometria em torno do aspersor, compensando de algum modo a falta de pressão (Fig. 7). Os sistemas de micro-aspersão obtêm uma melhor uniformidade de distribuição e eficiência potencial de aplicação do que os sistemas de aspersão convencional. A utilização de micro-aspersores permite minimizar a precipitação para fora da parcela, nas áreas marginais. A disposição dos micro-aspersores com um espaçamento reduzido, permite obter uma distribuição regular da precipitação, notando-se apenas um ligeiro acréscimo desta junto ao emissor (Fig. 8). 5

6 Disposição em quadrado Disposição em triângulo Espalhador elevado EPA(%) = 87,0 U.D.(%) = 70,6 EPA(%) = 88,7 U.D(%) = 75,0 EPA(%) = 89,1 U.D(%) = 85,6 Pluviometrias (mm/h) Média = 13,1 16,0-20,0 12,0-16,0 8,0-12,0 4,0-8,0 Pluviom etrias (mm/h) Média = 13, Pluviometrias (mm/h) Média = 13, Valores médios observados Caudal do sistema Pressão do sistema Caudal do aspersor Pressão no aspersor Alcance do aspersor 21,6 m 3 /h 3,0 Bar 2,31 m 3 /h 2,2 Bar 11,5 m Figura 6 Resultados das avaliações efectuadas em sistemas com aspersores convencionais. 10,0 a) 10,0 b) 7,5 7,5 Vento 5,0 Vento 5,0 2,5 2,5 0, Di st ânc i a a o a spe r sor ( m) 0, Di st ânc i a a o a spe r sor ( m) Figura 7 - Perfil de distribuição da pluviometria em torno de um aspersor. a) com o espalhador regulado na posição intermédia; b) com o espalhador totalmente elevado. Em relação as custos de investimento ( /ha) obtiveram-se os seguintes valores: Aspersores Micro-aspersores convencionais Aspersores Condutas e acessórios Custo total Apesar dos custos de investimento serem similares para os dois sistemas, há que ter em atenção a maior durabilidade que os aspersores convencionais apresentam face aos micro-aspersores, os quais, sendo mais rotativos, sofrem um maior desgaste. Em ambos 6

7 os sistemas, os encargos com a mão-de-obra despendida na instalação e operação da rega foram avaliados em 50 horas/ha/ano. Caudal do sistema Pressão do sistema Caudal do aspersor 9,7 m 3 /h 2,8 Bar 0,22 m 3 /h EPA(%) = 89,2 U.D.(%) = 91.4 Pluviometrias (mm/h) Média = 6,0 7,0-9,0 5,0-7,0 3,0-5,0 1,0-3,0 Figura 8 - Resultados das avaliações efectuadas em sistemas de micro-aspersão. Os resultados da avaliação da rega por gravidade revelam que a eficiência de aplicação potencial é elevada, com valores entre 60 e 80%, comprovando a vantagem da existência de declive, embora reduzido, na melhoria da eficiência de rega e das condições de drenagem superficial (Gonçalves et al., 1995). Estes resultados podem ser interpretados pela melhoria muito significativa da uniformidade de distribuição derivada da diminuição do tempo de avanço em sulcos com declive. Alguns indicadores económicos anuais observados são os seguintes: Custo fixo anual - 75 /ha Mão-de-obra efectiva - 8 h Custo de equipamentos e infraestruturas - 16 /ha Custo do nivelamento de terras - 90 /ha Na Fig. 9 apresenta-se um exemplo de hidrograma de alimentação de uma parcela experimental, durante a realização de uma rega, comprovando uma uniformidade elevada do caudal fornecido ao agricultor. 4) Conclusões e recomendações As principais conclusões sobre a condução das regas nos campos experimentais foram as seguintes: - O método empírico tradicional adoptado pelos agricultores corresponde, regra geral, à calendarização obtida através do procedimento científico adoptado. - Os principais problemas residem no controlo da dotação. Isto prende-se com as limitações dos sistemas de rega na parcela - nomeadamente com a sua operação e gestão do recurso mão-de-obra. - O sistema de distribuição colectivo revelou um bom comportamento no respeitante à flexibilidade do fornecimento, embora sejam frequentes as limitações de pressão de serviço na rede sob pressão, sobretudo na época de ponta. 7

8 Figura 9: Exemplo de observações de caudal durante a 2ª rega no Sabico-das-Areias (Montemor-o-Velho) A rega por aspersão comprovou um bom desempenho em culturas hortícolas no terço superior do Baixo Mondego. No entanto, são necessários cuidados especiais na concepção dos sistemas a aplicar nas parcelas, em face das seguintes limitações: pressão da água da rede ser relativamente reduzida; rede de distribuição funcionar apenas em período diurno; a maioria das parcelas ser de muito pequena dimensão; a condição de vento forte ser muito frequente. A eficiência potencial de aplicação foi em todos os sistemas experimentados superior a 87%, embora a eficiência de aplicação tomasse valores menores (entre 71 e 73 %). Tal redução deveu-se à aplicação excessiva de água nalgumas fases do ciclo cultural, resultante da preocupação em evitar défice hídrico para a cultura. A uniformidade de distribuição foi superior a 90 % nos sistemas de micro-aspersão, embora nos sistemas com aspersores convencionais os valores obtidos não ultrapassaram os 85 %. A escolha destas instalações cumpriu alguns cuidados especiais, a saber: - aspersores com bicos de diâmetro compatível com a pressão disponível; - regulação do espalhador dos aspersores em função da sua pressão de funcionamento; - compasso e disposição dos aspersores adequados às dimensões da parcela e ao tipo de aspersor. Os sistemas de rega por aspersão são de operação relativamente simples, mas os bons resultados no uso da água requerem uma correcta gestão da rega, para evitar o excesso de dotação e as consequentes perdas por infiltração profunda. Para este efeito, o apoio aos agricultores através de um sistema de avisos de regas para auxilie a condução da rega é uma condição necessária para a obtenção de melhores resultados com estes sistemas rega no Baixo Mondego. As principais conclusões da actividade experimental em rega por gravidade, foram as seguintes: - A rega por gravidade compreende um conjunto de métodos de rega que demonstram uma boa adequação ao Baixo-Mondego, quer pelas condições topográficas, dos solos, das culturas e de abastecimento de água. A sua aplicação deverá ser incentivada no Blocos Hidráulicos concebidos com rede de distribuição de água a baixa pressão. Concluiu-se, no entanto, que subsistem problemas 8

9 estruturais e operativos nestes sistemas que lhes reduzem eficácia e explicam, muitas vezes, a sua substituição pela rega por aspersão. - O nivelamento de terras e a preparação do terreno constituem um requisito essencial para conseguir um bom desempenho da rega. A conservação do nivelamento através da sua manutenção por trabalhos periódicos de nivelação, deve ser considerada como uma operação de rotina, de carácter obrigatório. - Na organização da parcela, não deve ser cultivado o "cabeceiro" de montante, para permitir um funcionamento eficaz do sistema de alimentação, facilitando a sua colocação e operação. Por sua vez, o "cabeceiro" de jusante pode existir, embora exija mão-de-obra adicional para preparar a redistribuição dos excedentes da rega na extremidade da parcela, pois esta operação é difícil de mecanizar. - Os sistemas de alimentação experimentados por tubo rígido de PVC perfurado, com adufas de controlo manual, ou por manga de plástico flexível com orifícios, mostraram, ambos, um bom desempenho. Permitem, com grande facilidade, fazer a concentração de caudal em sectores de rega relativamente estreitos, resultando numa grande flexibilidade na escolha de caudais unitários. - Não há acessórios comerciais próprios para a ligação do hidrante aos tubos ou mangas na parcela, obrigando ao uso de adaptações especiais. - A drenagem superficial das parcelas deve ser cuidadosamente avaliada, para evitar os danos devidos ao de excessos de água de rega ou da precipitação. Esta drenagem deve ser garantida pelo nivelamento do terreno e pela abertura dos sulcos ou das marachas dos canteiros. 5) Bibliografia Coelho, J.P. et al Relatório Final do Projecto AGRO 40. INIAP, Lisboa. Gonçalves, J.M., V. Azevedo, A. Costa e P.L. Sousa Modernização da rega de gravidade no Vale do Mondego. Vida Rural, 1600: Merriam, J.L. e J. Keller Farm Irrigation System Evaluation: A Guide for Management. Utah State University, Utah. Nunes, M.A., J.M. Gonçalves e F. Pires Rega por aspersão em culturas hortícolas no Baixo Mondego. Vida Rural, 1707: Teixeira, J. L Programa RELREG. DER, ISA, Lisboa. Walker, W.R. e G. Skogerboe Surface Irrigation: Theory and Practice. Prentice- Hall, Inc., New Jersey. Agradecimentos Agradece-se ao Projecto AGRO DE&D nº 40 Estudos dos Principais Sistemas Culturais do Baixo Mondego. DE&D de Alternativas Tecnológicas que permitiu o financiar actividades que conduziram a este estudo. Agradece-se a colaboração de toda a Equipa deste Projecto e em particular à Direcção Regional de Agricultura da Beira Litoral e à Cooperativa Agrícola de Montemor-o-Velho, por todas as facilidades concedidas nos campos experimentais. Alguns dos estudos descritos de rega sob pressão foram realizados no âmbito do projecto POCTI/AGG/42698/2001 Tecnologias de informação para a poupança de água e melhor desempenho da rega sob pressão, pelo que se agradece o financiamento dos mesmos. 9