Evapotranspiração do Milho em Quatro Épocas de Semeadura, na Região de Arapiraca, Alagoas

Transcrição

1 Evapotranspiração do Milho em Quatro Épocas de Semeadura, na Região de Arapiraca, Alagoas José Leonaldo de Souza 1, Rui Palmeira Medeiros 1, Guilherme Bastos Lyra 1, Gustavo Bastos Lyra 2, Ricardo Araujo Ferreira Junior 1, Iêdo Teodoro 1, José Edmilson Deodato de Brito 1, Cícero Manoel dos Santos 1 1 Laboratório de Agrometeorologia e Radiometria Solar - LARAS, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, Brasil, jls@ccen.ufal.br 2 Professor da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro-UFRRJ, Seropédica RJ, Brasil ABSTRACT The aim of this work is to show the distribution of evapotranspiration (ET) on the development stages of maize in four sowing dates in the region of Arapiraca (09 48'55.1 "S, 36 36'22, 8" W, 236m), Alagoas, Brazil. The experiment was conducted from May to October 2008, with four growing seasons. The first sowing time (T1) occurred on May 6 th, 2008, the second (T2) on May 19 th, 2008, the third (T3) on June 10 th, 2008 and fourth (T4) on June 30 th, The reference ET (ETo), crop ET (ETc) and actual ET (ETr) as Allen et al. (1998), were determined. The ETc showed that the T4 treatment with a maximum accumulated during the cycle, corresponding to mm, exceeding 13.8% the T1, 12.4% the T2 and 12.7% the T3. The reduction in ETc, associated with the lowest accumulated rainfall observed with late planting dates resulted in decreased ETr during sowing. When compared, the ETc was 6.7% lower than the ETr in T1, 13.3% in T2, 32.0% in T3 and 47.1% in T4. The increase of the differences between ETc and ETr as the sowing date became later, was a result of an increase in the depletion of soil water storage in soil. Palavras-Chaves: Necessidade Hídrica de Milho, Evapotranspiração. 1. INTRODUÇÃO A produtividade das culturas, associada às condições climáticas e edáficas, depende da disponibilidade de água e nutrientes no solo, em épocas e quantidades apropriadas. O excesso e, principalmente, a falta de água representa em muitas regiões importante fator de depleção da produtividade ou, até mesmo, a perda total da produção. O conhecimento dos processos relacionados a água no solo e no contínuo solo-planta-atmosfera tem sido objeto de muitos estudos, nas últimas décadas. A evaporação direta do solo (E), e a transpiração, ocorrem simultaneamente na natur eza. Assim, o processo total de transferência de água, de superfícies vegetadas, para atmosfera é chamado de evapotranspiração, ET (ROSEMBERG et al., 1983). A evapotranspiração é regida pela disponibilidade de energia no ambiente e de água no solo e pela demanda atmosférica. A disponibilidade de energia depende da localização geográfica da área, com ênfase para a latitude e a topografia. A latitude determina a radiação solar total diária possível de ser utilizada no processo da evapotranspiração (PEREIRA et al., 1997). Considerando uma área plana, a quantidade de energia solar diária é dependente da estação do ano, a qual determina o ângulo de inclinação dos raios solares. Em locais cuja topografia é acidentada (dependendo das estações do ano) faces distintas receberão quantidades de radiação diferentes. A demanda atmosférica é governada pelo poder evaporante do ar (quanto menor a umidade, maior será a demanda atmosférica) que depende do déficit de pressão de vapor e da velocidade do vento. A evapotranspiração é afetada pelas características da cultura, manejo, fatores ambientais e variáveis meteorológicas (ALLEN et al., 1998). Dentre os principais elementos meteorológicos, pode-se citar a radiação solar, a temperatura e umidade do ar e a velocidade do vento. Os principais fatores relacionados à cultura são o tipo, a

2 variedade e a fase de desenvolvimento. Os elementos da cultura como rugosidade, altura do dossel, reflexão, cobertura do solo e profundidade do sistema radicular determinam diferentes valores de evapotranspiração para culturas distintas, sob as mesmas condições ambientais. As práticas de manejo da cultura e as condições ambientais como salinidade do solo, fertilidade, presença de horizontes compactados no solo, pragas e doenças podem conferir desenvolvimentos distintos a cultura, alterando os valores da transpiração. O Boletim FAO 56 (ALLEN et al., 1998) apresenta os conceitos usados atualmente, fazendo as distinções entre evapotranspiração da cultura de referência (ETo), evapotranspiração da cultura sob condições padrão (ETc) e evapotranspiração da cultura sob condições não padrão, considerada ETc ajustada (ETc ajust ) ou ET real (ETr). Assim, o objetivo desse trabalho é mostrar a distribuição da evapotranspiração em fases fenológicas da cultura do milho em quatro épocas de semeaduras na região de Arapiraca, Alagoas. 2. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi instalado e conduzido em área agrícola, situada às margens da Rodovia AL 115, no povoado Batingas, município de Arapiraca/AL (09º 48 55,1 S; 36º 36 22,8 W e 236 m) no período de maio a outubro de 2008, na transição entre estação chuvosa e seca da região. O local apresentava topografia plana, sendo o solo classificado como latossolo vermelho amarelo distrófico (EMBRAPA, 1999). O experimento foi composto por quatro épocas de semeadura, sendo três compreendidas dentro do período recomendado pelo zoneamento climático do Ministério da Agricultura para a cultura do milho, em Alagoas e um tardio, em que a semeadura ocorreu dez dias após a data limites preconizados pelo zoneamento. A primeira época de semeadura (T1) ocorreu em 06/05, a segunda (T2) em 19/05, a terceira (T3) em 10/06 e quarta (T4) em 30/06 de Os dados agrometeorológicos foram obtidos com auxílio de uma estação meteorológica, disposta próxima a área experimental. O acompanhamento dos estádios fenológicos da cultura foi realizado pela identificação quando 50 % ou mais do total das plantas observadas apresentavam a caracterização do evento determinado (Ritchie et al., 1993). O sistema de identificação empregado divide o desenvolvimento da planta em vegetativo (V) e reprodutivo (R), como: Emergência (VE), 1ª folha desenvolvida (V1), 2ª folha desenvolvida (V2), 3ª folha desenvolvida (V3), 4ª folha desenvolvida (V4), enésima folha desenvolvida (Vn), florescimento (R1), grão leitoso (R2), grão pastoso (R3), grão farináceo (R4), grão farináceo duro (R5) e maturidade fisiológica (R6). Os conceitos sobre a obtenção da evapotranspiração foram aqueles estabelecidos por Allen et al. (1998) no Boletim da FAO 56, onde são obtidos os termos evapotranspiração de referência (ETo), evapotranspiração da cultura (ETc) e evapotranspiração real (ETr). Optou -se pelo uso do Kc dual, uma vez que esse procedimento é mais apropriado para o desenvolvimento de trabalhos de pesquisas, onde as variações da umidade na superfície do solo são importantes para a determinação da evapotranspiração. ETo (mm dia -1 ) foi estimada pelo método de Penman-Monteith parametrizado no boletim FAO56, conforme a fórmula a seguir: ETo 0,408 Δ (R n Δ 900 G) γ u T 273 γ (1 0,34 u ) 2 (e 2 s e) (1) em que:, é a inclinação da curva da pressão de vapor saturado no ponto da temperatura do ar média diária (kpa ºC -1 ); Rn é o saldo de radiação (MJ m -2 dia -1 ); G é o fluxo de calor no solo (MJ m - 2 dia -1 ); = coeficiente psicrométrico (kpa ºC -1 ); T é a temperatura do ar (ºC); u 2 é a velocidade do vento a 2m e altura (m s -1 ); e s é a pressão de saturação do vapor d água do ar (kpa) e é a pressão do vapor d água do ar (kpa). A Evapotranspiração da cultura (ETc), foi calculada pela s eguinte expressão:

3 ETc ETo Kc (2) em que: Kc é o coeficiente de cultura. O valor de Kc foi determinado pela expressão. Kc Ks Kcb Ke (3) em que: Kc b é o valor do coeficiente basal da cultura que reflete a transpiração, K s é o coeficiente de redução por déficit de água no solo e Ke é o coeficiente de evaporação da superfície do solo. Detalhes desse método são apresentados em Allen et al. (1998) e Medeiros (2009). 3. RESULTADOS A evaporação e a transpiração apresentaram padrões de variação distintos ao longo do período de crescimento da cultura, para os quatro tratamentos (Figura 1). Nas fases fenológicas iniciais, compreendendo a emergência (VE) até o estádio fenológico de seis folhas (V6), a transpiração foi baixa, sendo determinada principalmente pelo baixo índice de IAF. No mesmo período a evaporação foi alta, sendo regida pela grande exposição do solo, decorrente da baixa cobertura pela cultura, pela disponibilidade de umidade e de energia. Até o estádio fenológico V6 a evapotranspiração real (ET r ) foi fortemente influenciada pela componente evaporação (E). A partir do estádio V6, com o aumento do IAF e da cobertura do solo, observou-se que a evaporação tende a diminuir e a transpiração a aumentar. A partir do estádio fenológico V12 a evaporação tendeu a ser mínima e a transpiração máxima e a ET r passou a ser regida, fortemente, pela demanda transpiratória. Nesse período, o milho passa a apresentar maiores exigências de água e maior susceptibilidade ao estresse hídrico. O período de baixa evaporação e alta transpiração volta a variar a partir do estádio de grãos farináceos (R4) desde que haja disponibilidade de água no solo. A partir desse estádio a evaporação voltou a apresentar tendência crescente e a transpiração decrescente, pela redução do IAF e senescência das folhas. Tal tendência se verificou nos tratamentos T1 e T2, nos quais a ocorrência de chuvas foi regular, mantendo a umidade da superfície do solo e a disponibilidade de água para a planta em níveis adequados. Para o tratamento T3, verificou-se diminuição expressiva na transpiração a partir dos 81 DAE, que correspondeu ao 23º dia após o florescimento (R1), causando forte depleção na ET r a partir desse período, em função da redução nas precipitações. Analisando-se o tratamento T4 (Figura 1 D), verificou-se redução na ET r regida, principalmente, pela componente transpiração, ocorre a partir de 61 DAE, coincidindo com o florescimento do milho (R1), apresentando valores baixos até os 94 DAE, próximo a o estádio fenológico R5 que ocorreu aos 96 DAE, englobando toda a segunda metade do período crítico da cultura do milho, compreendendo os 15 dias após o florescimento (FANCELLI & DOURADO NETO, 2004). Quando ocorreram as chuvas aos 94 DAE, a componente evaporação foi a principal determinante da ET r, visto que, nesse período a planta já se encontrava próxima a maturidade fisiológica e a senescência foliar era marcante, agravada pelo estresse hídrico ocorrido no período. Os resultados apresentados na Tabela 1, mostram os valores da evapotranspiração da cultura (ET c ), evapotranspiração real (ET r ), evaporação (E) e Transpiração (T), no ciclo de cultivo para as quatro épocas de semeadura. Observando-se os valores de ETc verificou-se que o tratamento T4 apresentou acumulado superior ao dos demais tratamentos, correspondendo a 434,35 mm. O acumaldo em T4 foi superior a T1 em 13,8%, a T2 em 12,4% e 12,7% em relação a T3. As variações entre os tratamentos T1, T2 e T3 foram pequenas, não ultrapassando os 1,4 %. Verificou-se que houve tendência de aumento dos valores de ET c, à medida que as épocas de semeadura se tornaram mais tardias. Sendo ETc um parâmetro que reflete o crescimento da cultura, em uma condição ambiental sem restrições hídricas na região do sistema radicular (Allen et al., 1998), depreende-se que as condições do meio, como disponibilidade de energia, e as suas implicações na temperatura, umidade relativa e velocidade do vento foram determinantes para essa variação. Analisando-se os valores da ETr, verificou-se que estes decresceram ao longo das épocas da semeadura. Na comparação entre ETc e ETr, verificou que para o tratamento T1, ETr foi 6,7% menor que ET c,

4 Figura 1. Precipitação pluvial (P), evapotranspiração da cultura (ET c ), evapotranspiração real (ET r ), Evaporação (E) e transpiração (T) para quatro épocas de semeadura [T1 06/05/08 (A), T2 19/05/08 (B), T3 10/06/08 (C) e T4 30/06/08 (D), em função dos dias após emergência (DAE) e dos estádios fenológicos (V1 a R6). sendo 13,3% menor para T2, 32,0% menor para T3 e 47,1% menor para o tratamento T4. Portanto, ocorreu gradativa diferença entre ETc e ETr a medida que as épocas de semeadura se tornaram mais tardias, o que indicou crescente déficit hídrico. Quando ETr é desdobrada nos componentes evaporação (E) e transpiração (T), observ ou-se que ambas decresceram a medida que as épocas de semeadura se tornavam mais tardias. Entretanto, nota-se que a transpiração (T) foi a componente que sofreu maior depleção, sendo para a quarta época de semeadura (T4) 43,3% menor que na primeira época (T1). Isso denota que as alterações do conteúdo de água no solo foram determinantes para a redução na evapotranspiração real (ETr). Para os mesmos tratamentos, a variação na depleção da evaporação foi de apenas 22,7%. Tabela 1. Valores da Evapotranspiração da cultura (ETc), Evapotranspiração real (ETr), evaporação (E), transpiração (T), radiação Global (Rg) e precipitação pluvial (P) no ciclo de cultivo para as quatro épocas de semeadura de milho (T1, T2, T3 e T4) Componentes agrometeorológicas Tratamentos T1 T2 T3 T4 Evapotranspiração da cultura (ETc, mm) 381,65 386,6 385,42 434,35 Evapotranspiração real (ETr, mm) 356,21 335,34 362,23 229,58 Evaporação (E,mm) 133,84 114,54 94,45 103,40 Transpiração (T, mm) 222,37 220,80 167,78 126,18 Radiação solar global (Rg, MJ m -2 ) 1.735, , , ,92 Precipitação pluvial (P, mm) 571,50 470,14 385,83 341,12

5 4. CONCLUSÕES A evapotranspiração real decresceu ao longo das épocas da semeadura. Ocorre aumento entre as diferenças de ETc e ETr, a medida que as épocas de semeadura se tornaram mais tardias, o que indica aumento na depleção do armazenamento de água no solo. 5. AGRADECIMENTO: CNPq- PQ, CT-Hidro/CNPq , CNPq-Universal /2007-2, FAPEAL, CAPES, EMBRAPA. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R. A.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop requerimentns. Roma: FAO, p. (Irrigation and drainage paper, 56). EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA EMBRAPA. Sistema Brasileiro de Classificação de Solo. Centro Nacional de Pesquisa de Solo. (Rio de Janeiro, RJ) Brasília: Embrapa Produção e Informação; Rio de Janeiro: CNPS, 412 p, 1999 FANCELLI, A. L.; DOURADO NETO, D. Produção de milho. 4ª ed., Livroceres: Piracicaba, 2004, 360 p. MEDEIROS, R.P. Componentes do balanço de água e de radiação solar no desenvolvimento do milho em quatro épocas de semeadura no agreste de Alagoas. Dissertação (Agron omia - Produção Vegetal) - Universidade Federal de Alagoas, 2009, 76p. PEREIRA, A. R.; VILA NOVA, N. A.; SEDIYAMA, C. G. Evapo(transpi)ração. Piracicaba: FEALQ, 183 p, ROSEMBERG, N. J.; BLADE, B. L.; VERMA, S. B. Microclimate: the biological enviroment. 2. ed. New York: John Wiley, p.