III CONGRESSO LATINO-AMERICANO E DO CARIBE DE BANANASE PLÁTANOS Irrigação e ecofisiologia em Musáceas: aspectos práticos de manejo para o uso eficiente da água Sérgio Donato, Eugênio Ferreira Coelho, Alessandro de Magalhães Arantes e Marcelo Rocha dos Santos CORUPÁ, SC, 18 DE AGOSTO DE 2015
COMO FICARÁ A BANANICULTURA NAS ZONAS DE RESPOSTAS MAIS SIGNIFICATIVAS ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS? CLIMATIC CHANGE HOT SPOTS Water limitation is a major problem for global agriculture >T;<UR;>DPV; >Et<Disp.H 2 O; TENDÊNCIA = ARIDIZAÇÃO GRANDE ÁREA FOLIAR Sistema Cantareira, 3%, 24/10/2014. Sabesp, Agência Brasil. ELEVADA EXIGÊNCIA HÍDRICA ABSORÇÃO DE H 2 O RAÍZES NÃO COMPENSA Et FOLHAS Foto: Patrick (ATER - Fahma, Estreito, 2012).
ONDE E COMO ATUAR? Uso eficiente da água EUA = A/E EUA = P/L L= ETpc/EA WE SEEK BANANA PLANTS THAT? FLOWER EARLY SHORT (NOT DWARF) HAVE MODERATE BUNCHES (Turner, Fortescue e Daniells, 2014) ABIOTIC STRESS TOLERANCE
INTERAÇÃO GENÓTIPO X AMBIENTE X MANEJO HOMEM DIAGNÓSTICO: Preciso, sistêmico com especificidade de local. Requer: Planejamento; Raciocínio lógico; Conhecimento. (Fontes, 2011) Ilustração Pedro Ricardo Rocha Marques
REPRESENTAÇÃO DAS RELAÇÕES ENTRE VARIÁVEIS GEOPOLÍTICAS GLOBAIS, REGIONAIS E LOCAIS QUE INFLUENCIAM NO NEGÓCIO AGRÍCOLA - BANANA HOMEM Fotos: Jornal de Corupá; Asbanco (2013)
Preço (R$/kg) pago ao produtor pela banana Nanica de primeira, entre 01 de janeiro de 2012 e 02 de agosto de 2015, no Norte de Santa Catarina e no Vale do Ribeira, SP. Norte de S. Catarina Vale do Ribeira Época Preço médio período (R$/kg) 0,45 0,73 Menor preço (R$/kg) 0,13 0,33 nov/dez/jan/2013 Maior preço (R$/kg) 1,04 1,43 mar/abr/2014 Preço médio geral período (R$/kg) 0,59 Preço (R$/kg) pago ao produtor pela banana Prata-Anã de primeira, entre 01 de janeiro de 2012 e 02 de agosto de 2015, no Norte de Minas Gerais e Bom Jesus da Lapa, BA. Fonte: Preços coletados pela ABANORTE / Bananas da Bahia / Frutas Oeste ABAVAR / ASBANCO/ Frutacor. Relatório Semanal.
Eficiência de irrigação e de uso de água Fonte: Coelho et al. (2015). Perdas de condução Canais, asséquias, tubulações, entupimentos Evapotranspiração Minimizar perdas Evaporação Fonte Evaporação Escoamento Percolação Arraste pelo vento Fotos: Alessandro Arantes, Eugênio Coelho, Rodrigo Farhat, Sérgio Donato.
OTIMIZAÇÃO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO - GOTEJAMENTO UMA OU DUAS LATERAIS Fotos: Alessandro Arantes
Otimizar sistemas de microaspersão maximizar o uso racional 12 Ea = 79,72% Ea = 89,54,72% 12 Eficiência de aplicação Lâmina de água (mm) 10 8 6 4 2 Lâmina de água (mm) 10 8 6 4 2 0 Lâmina infiltrada Lâmina Infiltrada 0 Lâmina extraída Lâmina extraída 0 0.2 0 0.4 Lâmina percolada 0.2 0.6 0.4 Lâmina percolada 0.8 0.6 1 0.8 1 Distância da planta (m) Distância da planta (m) Lâmina percolada Lâmina extraída Lâmina infiltrada Lâmina percolada Lâmina extraída Lâmina Infiltrada um microaspersor de 60 L h -1 para 4 plantas um microaspersor de 60 L h -1 para 2 plantas MUDANÇAS DE CONFIGURAÇÃO MELHORIA DA UNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO T1 um microaspersor por planta, localizado entre plantas ao longo da fileira, com vazão de 35 L h -1 ; T2 um microaspersor para duas plantas, localizado ao longo da fileira, com vazão de 70 L h -1 ; T3 um microaspersor por planta, localizado a 0,3 m da planta, com vazão de 35 L h -1 ; Silva, Coelho e Miranda (2013) Produtividade (kg ha -1 ) 20000 1750 0 150 0 0 12 50 0 10 0 0 0 750 0 50 0 0 2 50 0 0 T1 T2 T3 Tratam ento
Otimizar sistemas de microaspersão ou miniaspersão Um microaspersor de 120 L h -1 para 4 plantas com sobreposição total Escolher microaspersores com maiores vazões e diâmetro molhado, dimensionar para sobreposição total; uniformidade de distribuição; intensidade média de aplicação; não considera o conceito de Kl; maior custo, maior Ea. Fotos: Sérgio Donato e Alessandro Arantes
Otimizar sistemas de irrigação Aspersão convencional Foto: Eugênio Ferreira Coelho 45%-55% 70-85% Sistema fixo subcopa; aspersor bocal único, q 800 l h -1 ; alta rotação > 1 rpm; ângulo 22º; Localização do primeiro emissor = ¼ distância entre emissores V vento = 2,0 m s -1 ; 60%DM emissor; V vento = 2,0-3,5 m s -1 ; 50%DM emissor; V vento >3,5 m s -1 ; 30%DM emissor; Fotos: Alessandro Arantes
Otimizar sistemas de irrigação Aspersão por pivô MUDANÇAS NO POSICIONAMENTO E TIPO DO EMISSOR Pivô Central 65-80% 85-90% 80-85% MESA 85-95% LESA LEPA Pivô Linear Fonte: Coelho et al. (2015). Sensores de chuva e vento
Otimizar sistemas de irrigação - Automação Suzuki & Hernandez, 2009 - Irrigaterra Reduz mão de obra Reduz erros por falta de disciplina Precisão nos tempos e turnos de irrigação Reduz custo de bombeamento Suzuki & Hernandez, 2009 - Irrigaterra
OTIMIZAÇÃO DO MANEJO DE IRRIGAÇÃO Manejo da Irrigação Baseado no clima Uso da Evapotranspiração de referência e coeficientes de cultivo Tanque Classe A Estação meteorológica automática Fotos: Marcelo R. dos Santos Etpc = Eto x Kc
Coeficiente (Kc e Kl) Área foliar (m 2 ) Área foliar mensurada em bananeiras Prata-Anã, com manejo de irrigação baseado no coeficiente empírico de transpiração foliar (K) e coeficiente da cultura (Kc), durante quatro ciclos produtivos. Guanambi, BA, 2012-2015. 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 0,3 Kc Kl AF 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 0,1 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Ti = LA / (n x q x Ea) AF = 0,5789 x C x L x NF Dias após o plantio - DAP Fonte: Santos et al. (2015) dados não publicados LA, lâmina aplicada = volume aplicado (L planta -1 ), K, constante; AF, área foliar total (m²); Kl = coeficiente de localização; maior valor entre a percentagem de área molhada e área sombreada; Ti, tempo de irrigação por dia (h); n, número de emissores por planta; q, vazão do emissor em (l h -1 ); Ea, eficiência de aplicação. Transpiração (litros.dia -1 ) 2.5 2 1.5 1 0.5 0 30 25 20 15 10 5 LA = k*eto*af LA = V (volume) LA = 0,5*ETo*AF Prata-Anã Estimativa da Transpiração AF = 1,1 m 2 AF = 0,86 m 2 AF = 0,62 m 2 AF = 0,55 m 2 AF = 0,53 m 2 AF = 0,49 m 2 AF = 0,45 m 2 AF = 0,38 m 2 AF = 0,20m 2 AF = 0,17 m 2 0 2 4 6 8 ETo-PM (mm dia -1 ) Fonte: Oliveira et al. (2013); Coelho et al. (2015).
Fotos: Marcelo R. dos Santos Fonte: Coelho et al. (2015). Fonte: Santos (2012; 2013) Manejo da Irrigação Baseado no solo Determinação da tensão de água no solo correspondência entre tensão e umidade Manutenção da umidade entre 70% e 100% da água disponível (Cc-Pm)xfr; fr = 0,30 Balanço de água na zona radicular
POSICIONAMENTO DE SENSORES - Z VARIA COM A FENOLOGIA 0,15-0,55 m Fonte: Coelho et al. (2015) Fonte: Sant ana et al. (2012) a) Gotejamento a) Microaspersão a) Asp. convencional DCR no perfil do solo, no segundo ciclo da bananeira Prata-Anã, em LATOSSOLO Vermelho-Amarelo distrófico, Guanambi, BA. Zonas c > DCR até 0,40 m DV > extração de água em todos SI PE 80% raízes 80% extração de água Eficiência de aplicação Diminuir percolação
Teor de água no solo (cm 3 cm -3 ) Manejo da Irrigação Baseado no solo Determinação e monitoramento do teor de umidade do solo por meio de TDR e calibração dos sensores de TDR = Reflectometria de Domínio no Tempo Fotos: Marcelo R. dos Santos 0.40 0.38 0.36 0.34 0.32 0.30 0.28 0.26 0.24 0.22 0.20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Tempo decorrido (h) Teor de água (m 3 m -3 ) 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Fonte: Santos (2012; 2013) 0,0119Ka 0,0595 R 2 0,98 0,0000437Ka 2 R 0,98 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Ka (adimensional) Neossolo Quartzarênico 3 0,0001829Ka Latossolo Vermelho 2 0,03652Ka 0,17065
Fonte: Lucena (2013) DESENVOLVIMENTO DE CULTIVARES COM ACEITAÇÃO COMERCIAL E COM MAIOR EFICIÊNCIA DE USO DA ÁGUA???? ISS de bananeiras Prata-Anã, BRS Platina, BRS Tropical e FHIA-23 no primeiro ciclo de produção, com manejo de irrigação baseado no coeficiente empírico de transpiração foliar (K) e coeficiente da cultura (Kc). Guanambi, BA, 2012-2013. Campo experimentação > relevância fisiológica TRIAGENS PARA GENOMA QUE EXPRESSE MAIOR SÍNTESE DE HSPs, ABA, AQUAPORINA, PROLINA; AJUSTE OSMÓTICO; INDICADORES DE TOLERÂNCIA À ESTRESSES ABIÓTICOS. In vitro ciência básica, > precisão experimental
DÉFICIT HÍDRICO Genótipos x tolerância ao decréscimo da umidade do solo (mecanismos morfológicos, fisiológicos, bioquímicos e moleculares) Genoma B SÍNTESE DE HSPs, ABA, AQUAPORINA, PROLINA Vapor H 2 O Células mesofilo
Fotos: Maria Geralda Vilela Rodrigues DÉFICIT HÍDRICO: Grande Naine submetida à diferentes lâminas de irrigação, % da ETo, Nova Porteirinha, MG, 2011 Déficit hídrico < REF < produção Campo experimentação > relevância fisiológica
GENÓTIPOS X EUA Ordem de tolerância ao decréscimo da umidade do solo Genoma B Grande Naine (AAA) FHIA-18 (AAAB) BRS Platina (AAAB) Prata-Anã (AAB) Princesa (AAAB) Ordem de produtividade potencial Fotos: Maria Geralda V. Rodrigues; Sérgio Donato Fonte: Cruz (2012); Coelho et al. (2012). L = 100% ETo; EUA = 83,10 kg mm -1 ; EUA = 59,32 kg mm -1 ; EUA = 54,42 kg mm -1 ; EUA = 45,94 kg mm -1; EUA + adequada > 50,4 kg mm -1 ; L = 75% ETc; Produtividades (a) e EUA (b) de Grande Naine, FHIA-18, BRS Platina, Prata-Anã e BRS Princesa sob diferentes lâminas de irrigação (25-125%ETc). Nova Porteirinha, MG, 2010-2011. Fonte: Cruz (2012)
GENÓTIPOS X ESTRATÉGIAS DE MANEJO DE IRRIGAÇÃO X EUA Regulated Deficit Irrigation RDI Regulação do déficit de irrigação Redução dos níveis de água em determinadas fases do ciclo ou em todo o ciclo Princesa (semiárido): Princesa (AAAB) Partial Rootzone Drying PRD Molhamento parcial do sistema radicular; Irrigação lateralmente alternada Redução da transpiração, resposta ABA ao déficit hídrico Tropical (AAAB) Tropical (subúmido): PRD, 12% Produtividade; 76% EUA (Semiárido). L = 50% ITN alternada 7, 14, 21 dias; Produtividades s (RDI) Frações 0,9; 0,5; e 0,1UC; UC = uso consuntivo Fonte: Cruz (2012); Coelho et al. (2013). Fotos: Alessandro Arantes Coelho et al. (2006).
(A) Taxas de assimilação líquida de CO 2 A e de transpiração E; e (B) Eficiência de carboxilação A/C i da cultivar Prata-Anã em função da lâmina de irrigação (%ETc) entre maio e novembro de 2011. Nova Porteirinha, MG. Nota: mensurações realizadas às 14:00. Temperatura constante Correlação entre taxas de assimilação líquida de CO 2 A e de transpiração E nas cultivares Prata- Anã, Grande Naine, BRS Princesa, BRS Platina e FHIA-18 submetidas à lâminas de irrigação variando de 25 à 125%ETc, entre maio e novembro de 2011. Nova Porteirinha, MG Nota: mensurações realizadas às 14:00.
Taxas de assimilação líquida de CO 2, A, das cultivares de bananeira Maçã, BRS Tropical e BRS Princesa, mensuradas às 8:00 (A) e 14:00 (B). Guanambi, BA, 2011. 8:00 >A meses com T amenas DIFERENÇA ENTRE HORÁRIOS E ÉPOCAS DO ANO <A meses com T elevadas 14:00 >T < A Horário + quente < A f(meses)
Fonte: Arantes (2014) Correlação entre eficiência instantânea do uso da água A/E e temperatura foliar T leaf, independente do sistema de irrigação (A); nos sistemas de irrigação por microaspersão (B), aspersão convencional (C) e gotejamento (D) em Prata-Anã no segundo ciclo de produção, às 12 horas, Guanambi, BA, 2009-2010. ALTERAÇÃO NA PERMEABILIDADE MEMBRANAS; DESNATURAÇÃO ENZIMÁTICA; FECHAMENTO ESTOMÁTICO
Fonte: Arantes (2014) Correlação entre taxa de transpiração E e temperatura foliar T leaf, independente do sistema de irrigação (E); nos sistemas de irrigação por microaspersão (F), aspersão convencional subcopa (G) e gotejamento (H) em Prata-Anã no segundo ciclo de produção, às 12 horas, Guanambi, BA, 2009-2010. FECHAMENTO ESTOMÁTICO
EUA (µmol m -2 s -2 de CO 2 / mmol m -2 s -2 de H 2 O) EUA em função da temperatura foliar e da lâmina de irrigação (%ETc), para Prata-Anã (A), Grande Naine (B), Princesa (C), BRS Platina (D) e Fhia-18 (E) entre maio e novembro de 2011, Nova Porteirinha, MG. TF causa EUA para todas LI A B Q 10 k k 2 1 10 T T 2 1 C D Q 10 = coeficiente de temperatura - descreve a magnitude de uma mudança em um processo associado com uma mudança de temperatura da ordem de 10 0 C E EUA = 23.76238-0.79423TF + 0.00630TF2-0.041L+0.001021TF L (A) EUA = 29.3241-1.1882 TF + 0.01263 TF2 + 0.006195 L - 0.00017 TF L (B) EUA = 21.42992-0.75687TF + 0.00685 TF2-0.001015L+ 0.000027 TF L(C) EUA = 29.85937-1.18625TF + 0.012098TF2-0.006335L + 0.000226 TFL(D) EUA = 26.30061-1.00867TF + 0.01009TF2 + 0.002018L 0.000058 TFL(E)
MANEJO CULTURAL - Bananeiras Prata-Anã e BRS Platina. Guanambi, BA, 2013. Melhoria das propriedades químicas, físicas e biológicas do solo retenção de água e nutrientes Redução da evaporação e melhoria de troca de calor Redução da percolação Fotos: Alessandro Arantes Fotos: Eugênio Ferreira Coelho Fonte: Coelho et al. (2015). Faria (2008)
Plantas ha -1 IAF e BF (balanço foliar) de plátano Terra Maranhão em função de DAT para diferentes densidades de plantio. Guanambi, BA, 2014-2015. meses com > Vvento (jun;jul) < densidade de plantio BF (-) Plátanos com 1.111 pl ha -1 e 4.166 pl ha -1 ), 220 dias DAT.
AUMENTO DE DENSIDADE DE PLANTIO Locais com muito vento < dilaceração do limbo e < tombamento de plantas A redação / Agência Brasil Fotos: Alessandro Arantes
PROTEÇÃO AO CULTIVO Fotos: Victor Galán Saúco CULTIVO PROTEGIDO E USO DE ANTITRANSPIRANTES Fotos: Rubén Ortiz
SENÃO? CLIMATIC CHANGE HOT SPOTS
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