A eficiência na utilização da água em plantio direto

Julio Dardanelli1 e Rodolfo C. Gil21Engenheiro Agrônomo, Pesquisador da Área de Solo e Clima, INTA, Manfredi - Argentina2Engenheiro Agrônomo, Pesquisador da Área de Edafologia do Instituto de Solos, INTA, Castelar - Argentina

Sendo o recurso hídrico o mais limitante da produção, o grande desafio está na eficiência do uso do mesmo. Reconhecemos que, em um sistema de produção agrícola, atuam vários fatores do solo, da atmosfera e da planta, que interagem entre si de maneira direta, e indiretamente sobre as culturas. Sem dúvida, a água foi identificada há tempos como o fator que mais incide na produção de alimentos, em todo o mundo. De um lado, cria-se a necessidade de produzir mais e, de outro lado, estamos reconhecendo que o recurso água é o mais limitante. Portanto, o desafio específico será o de fazer um uso o mais eficiente possível do mesmo.

Necessidade de água pelas culturas

Cultivo

EUAkg./mm*ha

Rend. EsperadoKg./ha

Necessidadesmm

Milho

17

10.000

550-650

Sorgo

15

6.000

350-450

Soja

7

3.500

450-550

Trigo

10

4.000

350-450

Amendoim

7

3.000

400-500

Girassol

7

3.000

400-500

A Eficiência no Uso da Água (EUA) pode ser expressa como a relação entre a acumulação de biomassa (biomassa total da cultura ou rendimento em grãos), e o consumo de água (transpiração, evapotranspiração ou a totalidade de água que ingressa no sistema). Conclui-se que a eficiência é maior quando se colhe mais com menos água. Convém diferenciar entre a EUA a nível de cultivo e a EUA a nível de um sistema de produção, já que este tem implicações práticas. A nível de culturas depende fundamentalmente da espécie vegetal e cultivar, e está relacionada com a taxa de transpiração da mesma. A disponibilidade de água para as culturas, ou água útil, está condicionada às propriedades edáficas, que fixam os limites para a capacidade de armazenamento e dinâmica, e pelo volume de solo que é explorado pelas raízes (Quadro 1).

Quadro 1. Comparação de alguns parâmetros de solo ao fim de 10 anos de plantio direto e preparo convencional, nos 5 cm de superfície.

Sistema de Manejo

Índice de Instabilidade estrutural

Carbono Orgânico %

Densidade aparente g*cm-3

PD

1,23

1,65

1,16

PC

2,39

1,05

1,27

Quadro 2. Comparação de algumas propriedades do solo ligadas ao balanço hídrico em plantio direto (PD) e preparo convencional (PC).

Sistema de Manejo

Infiltração básicamm/h

Escorrimento médio%

Pendenteevap.acum.f(t^0,5)*

Eficiência da cobertura

PD

14

19

4,3

35

PC

5

34

7,7

27

Uma forma de estimar o uso da água pela cultura é através do cálculo de um balanço hídrico. Desta maneira, as variações no armazenamento serão o resultado da entrada, basicamente de água de chuva e/ou de irrigação, e as saídas por transpiração das plantas, evaporação, escorrimento superficial e drenagem fora do alcance das raízes. Desta maneira, pode-se analisar a deficiência do uso da água baseando-se no total de água incorporada ao sistema de produção, sendo muito adequado, por estar relacionada ao tipo de manejo utilizado. Em muitas áreas agrícolas da Argentina, a causa das deficiências hídricas nas culturas nem sempre é a escassez das precipitações, mas sim o armazenamento insuficiente de água no solo, devido a que, pela forma de manejar o solo, a infiltração é cada vez menor. Medições efetuadas pelo INTA (Institutos de Tecnologias Agrícolas) demonstram que, em função da intensidade das chuvas, com frequência, perde-se mais de 40% de água por escorrimento. O interessante de considerar a EUA a nível global é que isto permite visualizar claramente o impacto das modificações que se realizem nas práticas convencionais (como sistema sob cobertura, ou plantio direto), para aumentar as quantidades de água armazenada no solo e melhorar a sua utilização pelas culturas para uma maior produção.

Análise do caso de Manfredi, Córdoba (Argentina)

As condições climáticas irregulares da região central de Córdoba requerem que a quantificação do impacto do plantio direto sobre a água e o solo, e em consequência sobre os rendimentos, seja realizada em uma quantidade de anos que cubra uma grande diversidade de situações. Na Estação Experimental Agrícola do INTA, em Manfredi, está sendo conduzido, desde 1983, um ensaio de sistemas de manejo, que inclui cultivo mínimo e preparo convencional, para uma sucessão bianual de sorgo e soja. Este ensaio de longa duração permite realizar uma análise exaustiva do efeito de manejo do solo sobre a água edáfica. Se bem que não se trate de um plantio direto pleno, o único trabalho mecânico realizado, uma vez por ano, é a passagem superficial de uma grade de discos leve. O sistema convencional inclui o arado de aiveca como trabalho principal, além de um controle mecânico de plantas daninhas. Na discussão do efeito das arações na região semi-árida argentina, por Buschiazzo e outros, apresentaram-se evidências de alterações físicas do solo, causadas pelo uso de sistemas conservacionistas, assim como variações no armazenamento de água no solo. Também se analisa a influência do manejo sobre as produções, usando modelos estatísticos. Sem dúvida, não se realizou um estudo do plantio direto sobre a produção, usando uma série de dados meteorológicos que vão além do período que abrangeu os ensaios. Isto é possível empregando um modelo de simulação funcional, devidamente calibrado. Neste trabalho são comparados, para os sistemas de preparo convencional (PC) e plantio direto (PD), as alterações físicas do solo, os parâmetros ligados ao balanço de água e Eficiência do Uso da Água (EUA). Também foram comparados os rendimentos obtidos em soja sob os dois sistemas de manejo e as previsões, utilizando o modelo Soygro versão 5.42, com a série meteorológica 1969-1995 da Estação Experimental do INTA, em Manfredi. A calibração do modelo foi realizada durante as safras 1989/90 a 1993/94. A água inicial, usada para as simulações, surgiu ao aplicar a eficiência da cobertura, observada em cada sistema de manejo, desde a maturação do sorgo, que foi a cultura antecessora. A comparação de alguns parâmetros do solo sob os tratamentos de PD e PC são mostrados no Quadro 1. Estas mudanças indicam que o sistema pode comportar-se de maneira diferente em relação à dinâmica da água. No Quadro 2, são comparados os sistemas PD e PC quanto às propriedades relacionadas com o balanço da água no solo. Podemos observar que as diferenças nos parâmetros físicos do Quadro 1 são efetivamente indicadores do efeito do manejo sobre o balanço de água no solo. As mudanças na camada superficial influem nas perdas por escorrimento e evaporação. Como resultado do efeito combinado de uma maior infiltração e menor perda por evaporação, a eficiência da cobertura, na ausência de plantas daninhas, é superior no plantio direto. As perdas por escorrimento superficial são significativas, sendo por isso necessário contabilizar a precipitação efetiva em cada sistema de manejo. Como exemplo, a Figura 1 mostra a Eficiência do Uso da Água (EUA) na produção de biomassa para um cultivo de sorgo durante diferentes estádios de crescimento. A EUA foi calculada utilizando: 1) A precipitação total e 2) a precipitação efetiva. Considerando a precipitação total, a EUA foi inferior no PD, por incluir maior quantidade de precipitação perdida por escorrimento. Em troca, tendo em conta a precipitação efetiva, a EUA foi similar em ambos os tratamentos, pelo que o crescimento da cultura esteve em relação direta com a água edáfica disponível.

Quadro 3. Rendimentos de soja e seus coeficientes de variação, a) observados (período 1988/89 a 1996/97) e b) simulados (período 1996/95), para plantio direto (PD) e preparo convencional (PC), em Manfredi (Córdoba).

Rendimento (kg/ha)

PD

PC

PD-PC

Irrigação

Valores observados

2741(36%)

2277(48%)

464(91%)

Valores simulados

3050(47%)

2360(60%)

690(72%)

4785(8%)

No Quadro 3 são observados os rendimentos de soja obtidos na Estação Experimental de Manfredi sob PD e PC ( período 1988/89 a 1996/97), e os resultados das simulações com o modelo calibrado, aplicado à série meteorológica 1969-1995. Observamos que as melhores condições de disponibilidade de água no plantio direto se refletem em aumentos de rendimentos muito variáveis. Esta dispersão é devida à interação do balanço hídrico, radiação, temperatura, etc. Mesmo quando o plantio direto aumenta os rendimentos e diminui sua variabilidade, existe uma brecha importante entre a produção de sequeiro e a possível, com irrigação suplementar. Como síntese do exposto, nota-se que o uso de PD causa mudanças físicas nos primeiros cms do solo. Estas mudanças favorecem a infiltração da água e diminuem a evaporação, melhorando a eficiência da cobertura. O efeito do PD sobre os rendimentos é muito variável, apresentando as diferenças observadas um coeficiente de variação de 91%. Daí, a necessidade de simulação para abarcar distintas condições ambientais. Da análise do exemplo de Manfredi, na sucessão sorgo granífero-soja, aplicando-se a um modelo de 27 anos de dados meteorológicos, conclui-se que a soja pode incrementar 700 kg o seu rendimento em relação ao cultivo sob preparo convencional. Esta diferença tem uma variabilidade importante (CV=72%), de acordo com a combinação das condições hídricas com outros fatores ambientais de cada ciclo de cultivo.