Manejo de Irrigação Utilizando o Tensiômetro

CARTILHA
2013
MANEJO DE IRRIGAÇÃO
UTILIZANDO O
TENSIÔMETRO
REALIZAÇÃO:
Av. Francisco Lopes de Almeida
Bairro Serrotão | CEP: 58434-700
Campina Grande-PB
+55 83 3315.6400
www.insa.org.br
Salomão de Sousa Medeiros
Cláudia Facini Reis
José Amilton Santos Júnior
Márcio Roberto Klein
Maycon Diego Ribeiro
Flávio Daniel Szekut
Delfran Batista dos Santos
APOIO:
APRESENTAÇÃO
Governo do Brasil
Presidência da República
Dilma Vana Rousseff
Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação
Marco Antonio Raupp
Este material didático foi produzido
para apoiar a execução do projeto
Planejamento, Gerenciamento e Uso
Racional de Água em Áreas Irrigadas do
Semiárido Brasileiro, cujo objetivo é
introduzir e adaptar tecnologias de
planejamento, gerenciamento e uso
racional de água em áreas irrigadas do
Semiárido brasileiro, visando à conservação
dos recursos hídricos, prevenção da
salinidade do solo e aumento da
produtividade das culturas, mediante
capacitação e treinamento de pessoal
envolvido em pólos de irrigação, estando
essa atividade em consonância com a Lei Nº
12.787, de 11 de janeiro de 2013, que trata
da Política Nacional de Irrigação.
Instituto Nacional do Semiárido
Diretor
Ignacio Hernán Salcedo
Assessores Técnicos
Salomão de Sousa Medeiros
Aldrin Martin Perez-Marin
Assistente Técnico
Vinícius Sampaio Duarte
Projeto Gráfico e Editoração Eletrônica
Wedscley Oliveira de Melo
Ignacio Hernán Salcedo
Diretor
O projeto conta com apoio
financeiro do Banco do Nordeste do Brasil –
BNB, através do Fundo de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico – FUNDECI, e apoio
logístico operacional da Companhia de
Desenvolvimento dos Vales do São Francisco
e do Parnaíba – CODEVASF.
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
INSTALAÇÃO E LEITURA DOS TENSIÔMETROS
O manejo de irrigação tem como finalidade a
promoção do uso racional da água no setor
agrícola, em especial nas áreas localizadas no
Semiárido brasileiro que apresenta
disponibilidade hídrica reduzida, permitindo
assim uma maior eficiência no uso da água e a
sustentabilidade econômica, social e ambiental
da prática de irrigação. O manejo correto da
irrigação pode ser realizado com auxilio de
equipamentos denominados tensiômetros
(Figura 1); que consiste de uma cápsula porosa
ligada a um tubo que a conecta a um medidor de
tensão (vacuômetro) que indica a força com que a
água está retida no solo.
Tampa
Rolha de Borracha
Vacuômetro
Tubo de plástico
a) Preparação e instalação adequada dos tensiômetros;
b) Leitura da tensão da água no solo através do vacuômetro;
c) Interpretação dos resultados e utilização da curva de retenção;
d) Cálculo da lâmina a ser aplicada e
e) Cálculo do tempo de irrigação.
Cápsula de cerãmica
Figura 1. Detalhes das partes constituintes
do equipamento tensiômetro
RESUMO DAS ETAPAS PARA ESTIMATIVA DA LÂMINA DE IRRIGAÇÃO
Instalação do
tensiômetro
Determinação da Curva
de Retenção
Para a utilização do tensiômetro no manejo da irrigação com o objetivo de
identificar o momento certo de irrigar e a quantidade certa de água a ser irrigada, os
seguintes passos devem ser seguidos:
Preparação e instalação dos Tensiômetros
Os equipamentos devem ser instalados nas profundidades que se deseja monitorar
a tensão e a umidade do solo (Figura 2); normalmente instala-se um a 15 cm e outro
à 30 cm, com objetivo de monitorar a necessidade hídrica da cultura na fase inicial
(15 cm) e na fase adulta (30 cm). Para uma instalação adequada os seguintes passos
devem ser seguidos:
a) Colocar as cápsulas de cerâmica para saturar durante 24h em água destilada ou com
condutividade abaixo de 0,05 dSm-1;
b) Fazer um buraco, preferencialmente em solo úmido, na linha de plantio, próximo do caule
da planta até a profundidade recomendada;
Cálculo da L L
(Equação 1)
c) Instalar o tensiômetro no solo, de forma que o tubo fique bem ajustado ao solo;
d) Preencher o tensiômetro com água até o local indicado;
Cálculo da L B
e) Acoplar uma bomba de vácuo (ou seringa) ao tensiômetro e succionar o ar até que o manômetro
indique cerca de 70 kPa.
(Equação 2)
f) Deixar a bomba (ou seringa) acoplada por 5-10 segundos, até cessar a subida de bolhas de ar.
Cálculo do Tempo
Cálculo do Tempo
de irrigação (Aspersão)
de irrigação (Localizada)
(Equação 3)
(Equação 4)
g) O valor da tensão de água no solo é calculado a partir da leitura do vacuômetro e depende
principalmente da profundidade de instalação da cápsula porosa no solo.
h) A primeira leitura deve ser realizada 48h após a instalação do equipamento;
Umidade do solo (% volume)
Preparação
do buraco
Inserção do
tensiômetro
Arremate
Figura 2. Instalação de um tensiômetro
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
0,5
Y= 21,84 + 2,39/X
2
R = 0,98
1 Bar
1,02 kgf/cm 2
10,2 mgf
100 kpa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Pressão (Bar)
Figura 3. Curva característica da água no solo (1 BAR = 100 kPa)
DETERMINAÇÃO DA CURVA DE RETENÇÃO
CÁLCULO DA LÂMINA LIQUIDA DE IRRIGAÇÃO
A curva de retenção é um modelo matemático que relaciona o teor ou o conteúdo de água
no solo com a força (tensão) com que ela está retida pelo mesmo (Figura 3). A avaliação da
curva de retenção permite uma estimativa da disponibilidade de água no solo para as
plantas, na profundidade de solo considerada.
A partir da verificação da tensão real da água no solo, mensurada com auxílio do
tensiômetro e da curva característica, é possível calcular a lâmina liquida de
irrigação a ser reposta, dada pela Equação 1:
O procedimento para obtenção da curva de retenção será descrito a seguir:
1. Identificar a área e, ou cultura onde será realizado a instalação dos tensiômetros para fins
de monitoramento da umidade do solo;
2. Coletar amostras de solo nas profundidades que se deseja realizar o monitoramento da
umidade;
3. Colocar as amostras em sacos plásticos, identifica-las e enviar para o laboratório onde será
realizada a analise;
4. Solicitar ao laboratorista que a curva de retenção seja provida dos seguintes pontos: 0,1;
0,33; 0,50; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0 e 15,0 bar;
5. De posse da curva (Tensão x Umidade) pode-se gerar a partir do Excel ou outro software a
equação da curva característica de água no solo (Figura 3 ).
LL = (UCC – UUC) * PR
LL - Lâmina liquida de irrigação, mm;
UCC - Umidade do solo na capacidade de campo (%);
UUC - Umidade do solo (%) referente a umidade critica para a cultura
(Tabela 1) obtida com auxilio do tensiômetro e da curva
característica;
PR - Profundidade do perfil do solo que deseja monitorar a umidade
(cm).
A Tabela 1 apresenta resultados de pesquisas que fornece informação da faixa de
tensão recomendada para o momento de irrigar algumas culturas afim de
reestabeler níveis adequados de umidade no solo para as mesmas.
Tabela 1. Indicadores limites de tensão de água no solo para inicio das irrigações em algumas culturas
Profundidade
Tensão
(cm)
(cbar)
Trigo
10
60
Trigo
20
97
Feijão
10
50
Feijão
15
25 - 30
Milho
10
40
Soja
15
37
Soja
30
63
Arroz
15
25
Alface
40 - 60
Cebola
15 - 45
Tomate salada
30 - 100
Tomate industrial
100 - 400
Cenoura
20 - 30
Melão
30 - 80
Adaptado de Azevedo & Silva (1999) e Vicente & Vicente (2004)
Cultura
Fonte
Guerra et al. (1994)
Saad & Libardi (1992)
Bernardo et al. (1970)
Stone & Moreira (1986)
Guerra et al. (1994)
Saad & Libardi (1992)
Saad & Libardi (1992)
Embrapa (1992)
Pew (1958)
Carrijo et al. (1990)
Silva & Simão (1973)
Maoulli et al. (1991)
Silva et al. (1982)
Doorenbos & Pruitt (1977)
A eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação depende do tipo de método
utilizado (aspersão, localizada, superfície e subsuperficial), estado de conservação
do sistema e modelo de operação adotado. Os valores utilizados da Ei devem ser
oriundos da avaliação do próprio sistema, contudo, na falta deste, e para fins de
estimativa da lâmina de irrigação pode-se considerar os valores da Tabela 2.
Tabela 2. Eficiência de aplicação para diversos métodos e sistemas de irrigação
Métodos
Superfície
Aspersão
Localizada
1 cbar = 0,01 bar
Subsuperficial
CÁLCULO DA LÂMINA BRUTA DE IRRIGAÇÃO
Lâmina bruta (LB) de irrigação é a quantidade de água que deverá ser aplicada a
cultura em cada evento de irrigação objetivando o suprimento das necessidades
hídricas das plantas (Equação 2).
Para a estimativa da lâmina bruta de irrigação a ser aplicada, conforme Equação 2,
são necessário os valores da Lâmina líquida e de eficiência de aplicação.
Em que,
LB - Lâmina bruta de irrigação, mm;
LL - Lâmina líquida de irrigação mm; e
Ei - Eficiência de aplicação de água do sistema de irrigação, %.
Sistemas
Sulco (convencional)
Corrugação
Faixa
Inundação
Convencional
Autopropelido
Pivô central
Gotejamento
Microaspersão
Lençol freático estável
Lençol freático variável
Ea ideal
Ea aceitável
%
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
75
70
80
85
85
85
85
95
95
70
80
60
= 60
= 65
= 65
= 75
= 75
= 75
= 80
= 80
= 60
= 65
=
CÁLCULO DO TEMPO DE IRRIGAÇÃO
O tempo de irrigação refere-se ao tempo necessário que o sistema de irrigação deverá
permanecer funcionando para aplicação da lâmina de irrigação necessária.
Em sistemas de irrigação por aspersão o cálculo pode ser realizado utilizado a Equação 3
Em que,
Ti - Tempo de irrigação, h;
Iai - Intensidade de aplicação média dos emissores, mm h-1; e
LB - Lâmina bruta de irrigação, mm.
Em sistemas de irrigação localizada o cálculo pode ser realizado utilizado a Equação 4
Em que,
Ti - Tempo de irrigação, h;
Np - Número de plantas por hectare;
Ne - Número de emissor por planta;
Qee - Vazão do emissor, L h-1.
LB - Lâmina bruta de irrigação, mm.
Exemplo:
Calcular a lâmina liquida de irrigação, tomando por base a curva de retenção de água
no solo representada pela equação UUC = 21,8 + 2,4/X0,5. Com a capacidade de Campo
= 0,1 bar correspondendo a 28 % de umidade do solo e a cultura a ser irrigada é o
arroz na fase inicial com profundidade efetiva das raízes de 15 cm.
1º Passo:
LL = (U CC – UUC) * P R
LL = (28 – UUC) * 15
2º Passo:
Estimar a Uuc para isso tem os seguintes dados:
- Cultura: Arroz
- Profundidade para monitoramento da umidade: 15 cm
- Na Tabela 1 a tensão correspondente para o arroz é: 25 cbar
- Substituindo na equação tem -se: UUC = 21,84 + 2,39/0,25 0,5
- UUC = 26,62 %
3º Passo:
LL = (28 – 26,62) * 15
LL = 20,7 mm
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AZEVEDO, J. A. de; SILVA, E. M. da. Tensiômetro: Dispositivo pratico para controle da irrigação.
Planaltina: Embrapa-CPAC, 1999, 37p. (Embrapa. Circular Técnica, nº 1)
BERNARDO, S.; SOARES, A. A.; MANTOVANI, E. C. Manual de irrigação. 8ed. Viçosa: UFV, 2006. 625p.
NASCIMENTO, P. dos S.; BASSOI, L. H.; PAZ, V. P. da S. Planilha eletrônica para auxilio à tomada de
decisão em manejo de irrigação. Irriga, Botucatu, v. 17, n. 1, p. 1-15, 2012.
VICENTE, A. S. C.; VICENTE, S. E. I. Proposta para Manejo da Irrigação. Amazônia Irrigação, Belém,
Pará, 30p. 2004.