Análise Agrometereológica e Eficiência do Uso da Água Pela Cultura da Cana-de-açúcar Leopoldo A. Sá*, Anderson R. A. Gomes*, Rodollpho A. S. Lima*, Marcos A. L. Santos*, Adolpho E. Q. Rocha*, Pedro L. V. S. Sarmento*, *, Lucas A. Holanda**, Geraldo V. S. Barbosa***, Iêdo Teodoro***, José Dantas Neto****. * Graduando do curso de Agronomia da Universidade Federal de Alagoas. leo_sa90@hotmail.com ** Mestrando da UNESP Botucatu - SP. ***Professor da Universidade Federal de Alagoas. ****Professor da Universidade Federal de Campina Grande. ABSTRACT: Aiming to analyze agrometeorological data and efficiency in water use of the sugar cane (3rd leaf) irrigated for drip irrigation system, an experiment was conducted in the Rio Largo AL Region with nine varieties: RB92579, RB863129, RB931003, RB93509, RB72454, RB867515, RB951541, RB98710 and RB971755. During the crop cycle rained 1,886 mm and the crop evapotranspiration was 1,421 mm. However, due the bad distribution of the rainfall, it took an irrigation of 808 mm to ensure that crop did not suffer water stress during the months of October 2009 and the beginning of January 2010. Thereby, the heavy blade of irrigation coupled with the effective rainfall totaled 1,687 mm. The average yield in the crop cycle of 11 months was 110 t ha -1, the average efficiency of the water use was 14.8 mm.t -1 (6.9 Kg.m 3 ) and the varieties with the better response at irrigation or more responsive and more productive were RB92579, RB867515 and RB 98710 which produced 138, 129 and 125 t ha -1, respectively. Keywords: Evapotranspiration, Air temperature, Irrigation, Variety. 2 - INTRODUÇÃO A resposta das culturas agrícolas a diferentes níveis de irrigação depende das condições meteorológicas locais que resultam em diferentes condições de evapotranspiração e disponibilidades térmicas e hídricas associadas às características das variedades que influem diretamente na resistência aerodinâmica das plantas (Coelho et al., 2006). A perda combinada de água para a atmosfera, em forma de vapor, através dos processos de evaporação da superfície do solo somada a transpiração estomática e cuticular das plantas define o termo evapotranspiração (Varejão Silva, 2000). A eva potranspiração pode ser determinada através de medidas diretas e indiretas. As medidas diretas podem ser feitas por meio de lisímetros e do balanço de água no solo e as medidas indiretas são realizadas através de equações ou modelos, gravimetria e evaporômetros (Biscaro, 2007). A equação recomendada pela FAO (F ood Agriculture Organization), como padrão, para estimativa da evapotranspiração de referência é a de Penmam-Montheth (Allen et al., 1998). A temperatura do ar é um elemento meteorológico que também afeta o crescimento da cana-de-açúcar. Quando a temperatura ultrapassa 20 C, há um aumento na taxa de crescimento da cultura, sendo que a faixa de 25 C a 33 C é a mais favorável ao desenvolvimento vegetativo (Bachi & Souza, 1978). A Região dos Tabuleiros Costeiros de Alagoas apresentam condições térmicas, com temperatura média de 25,4 ºC, que são adequadas para o desenvolvimento da cana-de-açúcar e a precipitação pluvial normal na Zona canavieira alagoana é superior a 1.300 mm por ano (Souza et al., 2003). Porém, devido à má distribuição da chuva, a cultura da cana-de-açúcar ainda precisa ser irrigada para que a mesma não tenha estresses hídricos durante as fases de crescimento. Todavia, a irrigação é uma
prática onerosa, pois de acordo com Soares et al. (2003) citado por Bernardo (2010), o orçamento para a implantação de sistemas de irrigação é 450,00 R$ ha -1 para irrigação por sulco com canal, 1.513,00 e 6.243,00 R$ ha -1 para irrigação por sulco com tubo janelado e gotejamento, respectivamente. Por tanto, o grande desafio para a engenharia agronômica é melhorar a eficiência no uso da água de irrigação. Por isso, antes de se optar pelo cultivo de cana irrigado, é necessário um estudo detalhado na busca de métodos e sistemas de irrigação mais eficiente para melhorar o desempenho agro-econômico dessa atividade. A eficiência da irrigação é um parâmetro amplamente utilizado, tanto em projetos quanto no manejo de sistemas de irrigação e o conceito de eficiência pode ser dividido em dois aspectos básicos: uniformidade de aplicação e nas perdas de água que podem ocorrer durante a operação do sistema. Pois, quanto melhor for esses índices melhor irá ser a eficiência no uso da água pela cultura. A eficiência do uso da água (EUA) é definida como a relação entre a produtividade da cultura (t ha -1 ) e o volume total de água consumido nos processos de produção (mm.ha -1, Kg. ha -1, m 3.ha -1, t.ml -1 ). A EUA depende diretamente dos sistemas de irrigação, das condições físicas do solo, das características atmosféricas, do estado nutricional das plantas, de fatores fisiológicos, da natureza genética e do seu estádio de desenvolvimento da cultura (Calvache et al., 1997). Portanto, para elevar a EUA, faz-se mister manejar adequadamente os sistemas de irrigação e utilizar variedades mais responsivas ao uso da água de irrigação. Para Doorembos & Kassam (1979), a EUA na cultura da cana-de-açúcar cultivada com irrigação, varia de 5 a 8 kg.m -3 correspondente ao consumo de 20 a 12,5 mm.t -1, respectivamente. Esse trabalho teve como objetivo avaliar as características agrometeorológicas e a eficiência do uso da água por diferentes variedades de cana-de-açúcar. 3 - MATERIAL E MÉTODOS: As análises foram feitas com os dados de produção da terceira folha das variedades de cana-de-açúcar RB92579, RB863129, RB931003, RB93509, RB72454, RB867515, RB951541, RB98710 e RB971755 cultivadas em um Latossolo Amarelo coeso argissólico, de textura média / argilosa, no Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas (09 28``02`S; 35 49``43` W, 127 m, Rio Largo - AL), no período de 20 de fevereiro de 2009 a 22 de janeiro de 2010. O delineamento estatístico utilizado foi blocos casualizados com quatro repetições em parcelas de 9 linhas de 15 metros com espaçamento duplo de 1,4 x 0,4 metros (media de 0,9 metros). A adubação foi realizada por fertirrigação através do injetor tipo venture, entre os meses de junho e novembro, com os seguintes níveis: 103, 16 e 116 Kg.ha -1 de N, P 2 O 5 e K 2 O, respectivamente. A cultura foi irrigada por gotejamento subsuperficial, com fita gotejadora de 22 mm espaçada em 1,8 metros, com gotejadores a cada 0,5 metros e vazão de 1,0 L h-¹. As lâminas de irrigação foram determinadas em função da evapotranspiração da cultura (ETc) que foi calculada multiplicando a evapotranspiração referencial (ET 0 ) pelo coeficiente da cultura da FAO (Allen 1998). A evapotranspiração de referência foi estimada pelo mé todo de Perman- Monteith FAO, com os dados obtidos em estação automática de aquisição de dados localizada a 300 metros do experimento. Onde: Rn = Saldo de radiação (MJ m -2 dia -1 ), G = fluxo de calor no solo (MJ m -2 dia -1 ), U 2 = velocidade do vento a 2m de altura (m s -1 ), γ = coeficiente psicométrico, T = temperatura média do ar, e s = pressão de saturação do vapor d`água do ar (kpa),
e = pressão do vapor d`água do ar (kpa) e = inclinação da curva da pressão de vapor saturado versus temperatura (kpa ºC -1 ). A eficiência no uso da água (expressa na forma de consumo, em milímetros de água por tonelada de colmo produzida) foi calculada dividindo-se a soma da precipitação pluvial efetiva mais a lâmina bruta total de irrigação pela produtividade agrícola ( TCH) das variedades. A precipitação pluvial efetiva foi calculada subtraindo-se o excesso hídrico (ocorrido durante o ciclo de produção) da chuva total. 4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO A precipitação pluvial em 2009 foi 1.804 mm, muito próximo da normal climática da região que é 1.800 mm e durante os 11 meses de cultivo da 3ª safra (de 22 de fevereiro de 2009 a 21 de janeiro de 2010) choveu 1.886 mm. Nesse mesmo período de cultivo a ETc foi 1.421 mm (média de 3,95 mm dia -1 ). Após o fim da irrigação, no primeiro decêndio de janeiro de 2010, ainda choveu em torno de 100 mm (Figura 1). Apesar de ter chovido mais do que a evapotranspiração, a chuva efetiva total do ciclo foi apenas 879 mm, este valor está abaixo da demanda hídrica da cultura que é a ETc. Por isso, foi preciso uma irrigação de 808 mm para que as plantas não passassem por períodos de estresse hídrico, de modo que a lâmina bruta de irrigação somada à chuva efetiva totalizou 1687 mm. A quantidade de chuva na região seria suficiente para suprir a necessidade hídrica da cana-de-açúcar, mais devido à má distribuição, se não houvesse irrigação, a cultura teria passado por longos períodos de estresse hídrico, principalmente entre os meses de Outubro ao início de Janeiro, quando a evapotranspiração foi sempre superior a precipitação pluvial. A colheita da terceira foi programada para o terceiro decêndio de fevereiro de 2010 (com dose meses), porém, devido a um incêndio acidental, a mesma foi realizada dez dias após o fim da irrigação e isso interferiu na maturação e produtividade da cultura porque as plantas ainda cresciam durante uns vinte dias e aumentariam pelo menos 10 t ha -1. Mesmo assim, as variedades RB92579, RB98710 e RB867515 produziram 138, 129 e 126 t.ha -1, respectivamente (Figura 2). As variedades menos produtivas foram RB971755 (88 t.ha -1 ), RB 931003 (91 t.ha -1 ) e a RB 863129 (95 t.ha -1 ). A produtividade média das variedades na terceira folha foi de 110 t ha -1, mas se a colheita tivesse sido feita na época programada, certamente essa média seria de aproximadamente 120 t ha -1.
Figura 1. Irrigação, precipitação pluvial (chuva) e evapotranspiração da cultura da cana-de-açúcar (ETc), na Região de Rio Largo AL, no período de março de 2009 a janeiro de 2010. Figura 2. Produtividade agrícola (TCH), eficiência no uso da água (EUA) e taxa de crescimento (t mês -1 ) da 3ª folha de variedades de cana-de-açúcar irrigadas por gotejamento, na Região de Rio Largo AL, no período de Março de 2009 a Janeiro de 2010. Para o calculo da eficiência no uso da água foram subtraídos os 100 mm da chuva ocorrida três dias antes do incêndio porque essa chuva não interferiu mais no crescimento das plantas. Por esse motivo, a EUA que variou de 11,5 a 18 mm.t -1 (correspondente a 8,75 e 6,0 Kg.m 3, respectivamente) foi prejudicada. A EUA média foi de 14,8 mm.t -1 (6,9 Kg.m 3 ). Mesmo assim, esses valores ainda estão dentro da faixa preconizada por Doorembos & Kassam (1979) que é de 5 a 8 kg.m -3 (20 a 12,5 mm t -1 ). Na Figura 2 observa-se também que as curvas de EUA, em consumo de água por produção, e taxa de crescimento são inversamente proporcionais, dessa forma quanto maior for a taxa de crescimento da variedade menor é o consumo relativo de água e mais eficiente ou responsiva será a mesma. A maior taxa de crescimento foi da RB92579 e a menor foi da RB971755 que produziram 12,6 e 8,0 toneladas de cana por mês, respectivamente. A taxa de crescimento média mensal das nove variedades utilizadas nesse estudo foi 10,0 toneladas de cana por mês e isso corrobora com a hipótese que se a cana tivesse vegetado por mais um mês a produtividade agrícola média seria de 120 t ha -1. 5 CONCLUSÃO Apesar de ter chovido mais do que a evapotranspiração da cultura, houve necessidade de irrigação por conta da má distribuição das chuvas. A eficiência média no uso da água foi de 14,8 mm t -1 (6,9 Kg.m 3 ) e as variedades mais eficientes no uso da água ou mais responsivas e mais produtivas foram a RB92579, RB98710 e a RB867515. 6 - AGRADECIMENTOS
NETAFIM/CNPq (CT -hidro 504068/03-2, Universal 479143/2007-2) /RIDESA- PMGCA-UFAL, FAPEAL E USINAS ASSOCIADAS. 7 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop requeriments. Roma: FAO, 1998. 328 p. (Irrigation and drainage parper, 56). BACHI, O. O. S.; SOUZA, J. A. G. C. Minimum threshold temperature for sugar cane growth. In: International Society of Sugar Cane Technologists, 1978, São Paulo, SP. Proceedings. São Paulo, 1978. v. 2, p. 1733-1741. BERNARDO, S. Produção Agrícola e uso da Água. Importância e padrões do uso da água na agricultura brasileira. Disponível em <http://www.upf.br/coaju/download/dr_salassier.pdf> Data de acesso: 28/05/2010. CALVACHE, A.M.; REICHARDT, K.; MALAVOLTA, E; BACCHI, O.O.S.. Efeito da deficiência hídrica e da adubação nitrogenada na produtividade e na eficiência do uso de água em uma cultura do feijão. Scientia Agricola. 1997, vol.54, n.3, pp. 232-240. COELHO, E.F.; COSTA, E.L.; LEDO, C.A.S.; SILVA, S.O.; Produtividade e Eficiência do Uso de Água das Bananeiras Prata Anã e Grand Naine Sob Irrigação no Terceiro Ciclo no Norte de Minas Gerais. Irriga, Botucatu, v. 11, n. 4, p. 460-468, outubro-dezembro, 2006. DOOREMBOS, J.; KASSAM, A. H. Yield response to water. Rome, FAO Food and Agriculture Organization, 1979, 193p. (Irrigation and Drainage Paper 33). Oliveira, W.S.; Oliveira, P.P.A.; Corsi, M.; Trivelin, P.C.O.; Tsai, S.M.. Disponibilidade Hídrica Relacionada ao Conteúdo de Nitrogênio e à Produtividade da Alfafa (Medicago sativa L.). R. Bras. Zootec., v.32, n.6, p.1275-1286, 2003 VAREJÃO SILVA, M. A. Meteorologia e Climatologia. INEMET. Brasília-DF, 2000. 532p. SOARES, A. A., RAMOS, M. M., LUCATO JÚNIOR, J. Uso racional de energia elétrica em sistemas de irrigação tipo pivô-central no estado de Minas Gerais. In: Congresso Brasileiro de engenharia agrícola, 22, 1993. SOUZA, J. L.; MOURA FILHO, G.; LYRA, R. F. F.; TEODORO, I.; SANTOS, E. A.; SILVA, J. L.; SILVA, P. R. T.; CARDIM, A. H.; AMORIM, E. C. Análise da precipitação pluvial e temperatura do ar na Região do Tabuleiro Costeiro de Maceió, AL, período de 1972-2001. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.11, n.2, p. 131-141, 2003.