BALANÇO DE ÁGUA NA SOJA: ESTUDOS DE CASOS NO LESTE DA AMAZÔNIA

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1 BALANÇO DE ÁGUA NA SOJA: ESTUDOS DE CASOS NO LESTE DA AMAZÔNIA Carlos José Capela Bispo 1 Edson José Paulino da Rocha 2 Paulo Jorge de O. P. de Souza 3 RESUMO Este trabalho, realizado no município de Paragominas-PA, tem como objetivo definir as componentes do ciclo hidrológico na cultura de soja (variedade BRS Candeia) nos dias 07 e 08/05/2006 no estádio fenológico R5. Foi instalado um experimento de campo para coleta de dados hidrometeorológicos em uma área de 200 ha. A resposta hidrológica foi calculada através da equação do balanço, usando como variáveis a precipitação, infiltração, escoamento superficial, interceptação, umidade do solo, quantidade de água na soja e a evapotranspiração, que foram observadas no período através de experimentos de campo e por uma Estação Meteorológica Automática. Os resultados mostram que para o mesmo nível de cobertura do dossel a interceptação tem um papel fundamental no controle de umidade do solo, e é mais negativo quanto menor for a precipitação, isto é, a interceptação é maior quanto menor for a precipitação. O armazenamento depende da quantidade de precipitação e é muito reduzido pela evaporação e consumo de água pela vegetação. Com o conhecimento das componentes do balanço, podemos prevenir riscos de déficit hídrico, fazer previsão de safras, estimar rendimentos de grãos para a região e definir a melhor época de plantio. Palavras-Chaves: Soja (Glycine max (L.) Merril), Balanço de Água, Amazônia. WATER BALANCE IN THE SOY: STUDIES OF CASES IN AMAZONIAN EAST ABSTRACT This paper, accomplished in the Paragominas-PA municipality, has as objective defines components of hydrological cycle in the soy (variety culture BRS Candeia) in may 07 and 08, 2006 in the phenological stage R5. Field experiment was installed for collection data hidrometeorological in an area of 200 hectare. Hidrological answer was calculated through the balance equation using precipitation variables, infiltration, superficial drainage, interception, soil humidity, water amount in the soy and evapotranspiration, that were observed in the period through field experiments and across an Automatic Meteorological Station. The results show that to the same level of covering of the canopy the interception has a fundamental paper in the soil humidity control and it is more negative as minor is the precipitation, that is, the interception is larger as minor is the precipitation. The storage depends on the precipitation amount and it is very reduced for the evaporation and water consumption for the vegetation. With the knowledge of the balance components, one can prevent risks of water deficit, to make crop forecast, to estimate grains yield for that region and to define the best planting time. Key Words: Soy (Glycine max (L.) Merril), Water Balance, Amazonian. 1 Mestrando do Curso de Ciências Ambientais. Universidade Federal do Pará-UFPa; Museu Paraense Emílio Goeldi- MPEG; EMBRAPA Amazônia Oriental. CP 479, (91) Belém-Pa ccapela@ufpa.br 2 Prof. Dr. Depto. de Meteorologia. UFPa. CP 479, (91) Belém-Pa. eprocha@ufpa.br 3 Prof. M.Sc. Universidade Federal Rural da Amazônia. UFRA. Belém-Pa. paulo.oliveira@ufra.edu.br

2 INTRODUÇÃO A Amazônia possui cerca de 20% de disponibilidade mundial de água doce. A água é um dos elementos abióticos mais importantes na composição dos ecossistemas, interliga fenômenos da atmosfera interior e da litosfera e interfere na vida vegetal, animal e humana, a partir da interação com os demais elementos do ambiente. Esta água esta em constante movimento no sistema terra - atmosfera, definido pelo ciclo hidrológico. A quantidade de água e a velocidade a que esta circula nas diferentes etapas do ciclo hidrológico são influenciadas por diversos fatores como, por exemplo, a cobertura vegetal, altitude, topografia, temperatura, tipo de solo e geologia. A disponibilidade hídrica é a maior causa de variabilidade dos rendimentos de grãos observados a cada ano nas diversas regiões produtoras brasileiras. Também é o principal fator limitante à obtenção de rendimentos próximos ao potencial produtivo da espécie (Farias, 2004).O Estado do Pará, nos últimos dez anos vem se constituindo em uma das mais novas áreas da expansão da soja, sendo constatado um aumento considerável da área plantada. O conhecimento do balanço hídrico de uma área plantada é muito importante para a avaliação da disponibilidade hídrica para o desenvolvimento da cultura. Portanto, o objetivo deste trabalho é definir as componentes do balanço hídrico para a cultura da soja para os dias 07 e 08 de maio de 2006 no estádio fenológico R5, utilizando-se uma equação do balanço de água e assim avaliar a disponibilidade hídrica para o crescimento da soja. MATERIAIS E MÉTODOS O Município de Paragominas-PA foi escolhido para implantação do experimento, pois é uma região de grande expansão da fronteira agrícola. Situa-se na parte central da Mesoregião do Nordeste Paraense, possuindo área de aproximadamente km², localizando-se a 320 Km da cidade de Belém, capital do Estado do Pará. O Clima descrito por Bastos (1972) e SUDAM (1984) é do tipo Aw (Köppen), isto é, tropical chuvoso com estação seca bem definida. As temperaturas médias do ar variam de 25,6 C a 27,8 C. A precipitação pluviométrica na região tropical é o elemento meteorológico de maior variabilidade climática, variando de 857,8 a 2.787,7 mm com média anual de mm. A umidade relativa do ar é bastante elevada com média anual em torno de 80% com médias mensais variando de 70% a 90%. O solo foi caracterizado como Latossolo Amarelo, textura média e muito argilosa (Rodrigues et al., 2002). Foram usados dados meteorológicos obtidos por uma estação meteorológica automática-ema (CR10X, Campbell Scientific), numa freqüência de coleta a cada 5 minutos. Para a avaliação da fenologia da soja utilizou-se o delineamento experimental, em blocos casualizados, com 4 tratamentos e 3 repetições. Foi instalado um sítio experimental para coleta de

3 dados hidrometeorológicos na Fazenda Boi Branco, que possui área de aproximadamente ha, divididos entre pastagem, agricultura e floresta. Porém, a área utilizada no experimento foi aproximadamente 200 ha (Figura 2), onde foram plantadas as variedades, Tracajá, Sambaíba, 98c81, 98c82 e BRS Candeia; sendo que na área da EMA foi plantada a variedade Candeia (25 ha) de maturação média (111 a 125 dias) indicada para a região de Paragominas-Pa (Embrapa Soja, sistemas de produção, 9). O plantio ocorreu no mês de fevereiro (05/02/06) e a colheita no mês de junho, (15/06/06), cerca de 130 dias após plantio. O espaçamento usado foi de 0,45 m entre linhas e de 0,10 m entre plantas, utilizando-se o sistema de plantio direto. Plantação (200 ha) Estação/EMA Figura 1: Município de Paragominas (Palmeira, 2005). Figura 2: Fazenda Boi Branco/Área de estudo (Google earth, s/d) A EQUAÇÃO DO BALANÇO O balanço de água na área de cultivo de soja foi determinado pela seguinte equação: ARM = ARMi-1 + Pi Idi Eti Ii Esci - Ci Onde: ARM é o armazenamento de água no solo em mm, ARMi-1 é o armazenamento de água do dia anterior em mm, Pi é a precipitação pluvial total do dia i em mm, Idi é o total interceptado de água da chuva pelo dossel do dia i em mm, Eti é a evapotranspiração do dia i mm, Ii é a infiltração de água no solo do dia i em mm, Esci é o escoamento superficial do dia i em mm, Ci é o conteúdo de água retida pela soja do dia em mm. Sendo que: a precipitação (PRP) foi medida através de pluviômetro instalado na Estação Meteorológica Automática /EMA (03º02 15 S e 47º17 56 W). A infiltração foi determinada pelo método do infiltrômetro de anel/cilindros concêntrico de acordo com a metodologia de Brandão et al. (2006). A Evapotranspiração potencial está sendo calculada pelo método combinado (Diária) de Penman-Monteith/FAO: 0,408. Δ ETP = ( ) 900. Rn G + γ...( ) Δ + γ T U.1 ( + 0,34. U ) 2 2 e s e, onde: ( ) Δ = es T

4 Em que ETP é a evapotranspiração potencial em mm, Rn é o Saldo de Radiação em MJ/m2/dia, G é o Fluxo de Calor no Solo em MJ/m2/dia, U 2 é a Velocidade do vento tomada a 2 metros da superfície em m/s, γ é a Constante Psicrométrica em 0,062 Kpa/ C, T é a Temperatura média diária a 2 m de altura em ºC, e s é a Pressão de vapor de saturação em Kpa, e é a pressão parcial de vapor em Kpa, e s -e é o déficit de saturação de vapor d água em Kpa, Δ é a Inclinação da curva de pressão de saturação do vapor d água. Através do método de Penman-Monteith/ETP, calculamos a evapotranspiração real da cultura (Etc), que é o que se deseja: ETc = ETP x Kc Sendo o coeficiente de cultura (Kc), obtido conforme a FAO (Doorenbos e Kassam,1994) equivalente a 1,0 que corresponde ao período intermediário. O escoamento superficial (runoff) foi medido através de parcela de 1m² disposta em cinco pontos na área experimental: 1 ao Norte, 1 ao Sul, 1 a Oeste e 2 no Leste, medido por evento de chuva com o auxílio de proveta, com posterior média das cinco parcelas. A interceptação foi estimada pelo balanço entre a precipitação observada sobre o dossel e a que passa através da vegetação (throughfall) para a superfície, desprezando-se o escoamento via caule (steamflow) por ser muito pequeno quando comparado com as outras variáveis. O throughfall foi medido através de sistema de calhas instalado abaixo do dossel, em cinco parcelas de 1m² distribuídas na área de estudo (1 ao Norte, 1 ao Sul, 1 a Oeste e 2 a Leste), medido sempre por evento de chuva com o auxílio de proveta e com posterior média das cinco parcelas. A umidade do solo foi calculada inicialmente pela metodologia desenvolvida por Thornthwaite e Mather (1955) usando-se uma planilha de cálculo do balanço hídrico considerando-se a capacidade de água disponível no solo (CAD) de 100 mm. O conteúdo de umidade retido na planta foi observado durante as várias etapas de evolução dos estádios fenológicos da soja, e semanalmente eram escolhidas, de forma aleatória, seis linhas de 2 metros, de onde eram coletadas 12 plantas para análise de biomassa (72 plantas no total/semana), posteriormente pesava-se em vivo no laboratório, com posterior partição das plantas (folhas, caule, pecíolo, raiz, flores e vagens), acondicionando-as em sacos de papel de onde eram levadas à estufa ventilada (80 C) para secagem por no mínimo 48 horas ou mais, e por fim pesando novamente. Os estudos de casos foram realizados para os dias 07 e 08 de maio de 2006, 91 e 92 dias após o plantio (DAP), referente ao estádio fenológico R5, que corresponde a planta com vagem formada, do início da formação da semente (granação) variando de 10% a 100% da granação máxima (Guia de fases de desenvolvimento, Stoller do Brasil, 2006). A precipitação é a única fonte de suprimento de umidade para a área experimental, visto que não foi implantado nenhum sistema de irrigação.

5 RESULTADOS E CONCLUSÕES O balanço da água do dia 07/05/06 (figura 3), mostra que interceptação e o runoff são respectivamente 39,5% e 0,73% da precipitação observada sobre o dossel, que foi de 6,86 mm. No dia 08/05/06 (figura 4), a interceptação foi 62,5% e o runoff 0,66%, da precipitação observada, de 1,52 mm. Estes resultados mostram que para o mesmo nível de cobertura do dossel a interceptação tem um papel fundamental no controle de umidade do solo, e é mais negativo quanto menor for a precipitação, isto é, a interceptação é maior quanto menor for a precipitação. Segundo Câmara (2000), na fase R5, a cultura se encontra no auge do índice de área foliar (IAF entre 5 e 8), uma das épocas em que a retenção de água pelo dossel é mais intensa. Tabela 1: Componentes do balanço hídrico (mm) no estádio fenológico R5 Dia\Componentes ARM ARMi-1 Pi Idi Eti Ii Esci Ci 7/5/2006 1,74 3,33 6,86 2,71 2,60 0,20 0,05 1,45 8/5/2006-2,70 1,74 1,52 0,95 3,35 0,20 0,01 1,45 Balanço da Água em 07/05/2006 7,00 ARM ARMi-1 Pi Idi Eti Ii Esci Ci 6,00 5,00 (mm) 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Componentes do Balanço Figura 3: Componentes do balanço da água do dia 07/05/2006 no estádio R5 O armazenamento depende da quantidade de precipitação e é muito reduzido pela evaporação e consumo de água pela vegetação, de um valor inicial de 1,74 mm no dia 07 cai para -2,70 mm no dia 08 (Figura 3). A Etc foi de 2,6 mm no dia 07 e de 3,35 mm no dia 087, e o conteúdo de água retido pela soja nestes dias foi de aproximadamente 1,45 mm (Tabela 1). Esta fase de granação (R5), é uma das fases mais críticas em exigência hídrica, com movimento de fotoassimilados das folhas para as vagens e de intenso acúmulo de matéria seca pelos grãos. A infiltração nos dias 07 e 08 ficou constante em 0,2 mm, comprovando que em solos com alto teor de argila (partículas < 2 mm) a taxa de infiltração é baixa devido a pouca porosidade no solo, porém com uma maior retenção da água devido a uma maior coesão entre as partículas (alto potencial matricial).

6 Balanço da Água em 08/05/2006 4,00 ARM ARMi-1 Pi Idi Eti Ii Esci Ci 3,00 2,00 (mm) 1,00 0,00-1,00-2,00-3,00 Figura 4: Componentes do balanço da água do dia 08/05/2006 no estádio R5 Com o conhecimento das componentes do balanço, podemos prevenir riscos de déficit hídrico, prever safras, estimar rendimentos de grãos para a região e definir a melhor época de plantio. A cultura da soja para apresentar um bom desempenho, necessita, além de um volume de água adequado, uma boa distribuição das chuvas ao longo do ciclo, satisfazendo assim suas necessidades. AGRADECIMENTOS Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, pelo apoio financeiro concedido ao projeto CT-HIDRO/MCT/CNPq; ao Projeto LBA - Experimento de grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia; a Agência de Desenvolvimento da Amazônia-ADA; a Profª Julia Cohen/UFPA; a Profª Leila Sampaio/UFRA; ao Prof. Edson Rocha e aos integrantes do Laboratório LEMHA/UFPA. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BASTOS, T. X. O estado atual do conhecimento das condições climáticas da Amazônia brasileira. In: Zoneamento Agrícola da Amazônia. Belém. IPEAN, (Boletim Técnico, 54). p BRANDÃO, V. S. et al. Infiltração de água no solo. 3 ed. Atual e Ampl. Viçosa: UFV. p CÂMARA, G. M. S. Soja: tecnologia da produção. Piracicaba: ESALQ/LPV. p DOORENBOS, J.; KASSAM, A.H. Efeito da água no rendimento das culturas. Campina Grande: UFPB, (Estudos FAO: Irrigação e Drenagem, 33). p FARIAS, J.R.B. Environmental limitations to maximum soybean yield. IN: WORLD SOYBEAN RESEARCH CONFERENCE, 7, Foz do Iguassu. Proceedings. Londrina: Embrapa-Soja, RODRIGUES, T.E et al. Caracterização e Classificação dos Solos do Município de Paragominas, Estado do Pará. Belém: EMBRAPA Amazônia Oriental STOLLER DO BRASIL. Guia de fases de desenvolvimento da soja SUDAM. Projeto de Hidrologia e Climatologia da Amazônia. Atlas climatológico da Amazônia Brasileira. Belém, (Brasil, SUDAM. Publicação, 39). 125 p THORNTHWAITE, C.W.; MATHER, J.R. The water balance. Centerton, N.J.: Drexel Institute of Technology - Laboratory of Climatology (Publications in Climatology, v. 8, n. 1). 104p