INTRODUÇÃO 31 2 REVISÃO DA LITERATURA

2.1. Temperatura do ar e ciclo de desenvolvimento do milho...35 2.2. Consumo de água e necessidade de irrigação...37 2.3. Precipitação ...39 2.4. Irrigação ...41 2.5. Funções de distribuição em agrometeorologia...43 3. MATERIAL E MÉTODOS ...46 3.1. Descrição do local de estudo...46 3.2. Variáveis meteorológicas e determinação do manejo de irrigação...48 3.3. Parâmetros da cultura...53

3.3.1. Duração dos subperíodos ...53 3.3.2. Épocas de semeadura (ES) ...54 3.3.3. Evapotranspiração máxima (ETm) ...54

3.4. Capacidade de água disponível para os diferentes solos ...55 3.5. Análise estatística ...58 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...60 4.1. Duração dos subperíodos e do ciclo do milho...60 4.2. Lâmina de irrigação e número de dias com irrigação...76 4.3. Lâmina e número de irrigações: Análise de distribuição ...90 5. CONCLUSÕES ...101 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...103 7. APÊNDICES ...116 8. ANEXOS ...185

O milho (Zea mays L.) é uma monocotiledônea pertencente à família das poáceas. O milho representa uma das principais culturas da agricultura brasileira, não somente no aspecto quantitativo, como também no que diz respeito à sua importância estratégica por ser a base da alimentação animal e, conseqüentemente, humana. Devido a sua grande diversidade de aplicações, tanto na alimentação humana quanto na alimentação animal, a cultura do milho apresenta relevante importância social e econômica. Além da geração de empregos no setor primário, o milho é matéria-prima indispensável para impulsionar diversos complexos agroindustriais (FANCELLI; DOURADO, 2000). O milho é o segundo cereal em importância no mundo, após o trigo e seguido pelo arroz (FAO, 2009). O Estado do Rio Grande do Sul é o terceiro maior produtor de milho do Brasil, com 5.479.000 toneladas (9,3% da produção brasileira). A produtividade média no Estado é de 3.939 kg ha-1 (CONAB, 2008), para uma área plantada de 1.391.000 ha (CONAB, 2008). Essa produção é baixa por muitos fatores que afetam o crescimento e o rendimento de milho no Estado, como fertilidade do solo, época de semeadura, pragas, moléstias, plantas daninhas, entre outros. No entanto, a baixa disponibilidade hídrica é o fator que provoca maiores reduções de rendimento à cultura (MATZENAUER et al., 1998a).

A produção de milho no Rio Grande do Sul, na maioria dos anos, é insuficiente para atender à demanda estadual. Essa situação agrava-se quando ocorrem frustrações de safras. Os baixos valores e a distribuição irregular da precipitação pluvial, como verificados nos anos agrícolas de 1978/1979, 1979/1980, 1981/1982, 1985/1986, 1987/1988, 1990/1991, 1995/1996, 1998/1999, 1999/2000, 2001/2002, 2003/2004, 2004/2005 e 2005/2006 foram as causas do baixo rendimento das culturas de primavera-verão (MATZENAUER et al., 1998a, 1998b; BERLATO; FONTANA, 1999; EMATER, 2009).

Para a cultura do milho, as primeiras respostas morfológicas apresentadas em função da deficiência hídrica no solo consistem na redução da área foliar, seguida do fechamento dos estômatos, aceleração da

senescência, enrolamento e abscisão de folhas (TAIZ; ZEIGER, 2004; BIANCHI et al. 2007). Quando o déficit hídrico ocorre durante o pendoamento que é o período crítico da cultura, a produtividade de grãos é afetada, reduzindo, principalmente, o número de grãos por espiga (BERGONCI et al., 2001). Nessas condições, o uso da irrigação torna-se fundamental, pois é no período crítico que ocorrem os maiores efeitos negativos do déficit hídrico e também a maior eficiência do uso da irrigação, tanto na produção de matéria seca quanto na produtividade de grãos. No Estado do Rio Grande do Sul, esta tendência foi verificada nos anos de 1993/1994 e 1996/1997, quando ocorreu déficit hídrico durante o período crítico da cultura do milho (BERGONCI; BERGAMASCHI, 2002a).

A cultura do milho, assim como as demais grandes culturas de verão, possue seu ciclo de desenvolvimento nos meses de agosto a abril, período no qual, exceto em alguns anos, os danos pela deficiência hídrica são inevitáveis sem o uso da irrigação. Na média, em apenas 50% dos anos há a probabilidade de ocorrência de precipitação pluvial superior ou igual a evapotranspiração, para os meses de novembro a fevereiro em Santa Maria (AVILA et al., 1996). Considerando que no período crítico o coeficiente de cultura do milho é maior do que a um (ALLEN et al., 1999; MATZENAUER et al., 2002), o número de anos em que ocorrem deficiências hídricas no período de cultivo do milho semeado em uma ou mais épocas é maior do que 50%. Além da variabilidade da distribuição da precipitação entre anos e ao longo do ano, nos meses de verão, as precipitações que ocorrem tem maior variabilidade espacial e são, freqüentemente, de maior intensidade, devido a maior instabilidade térmica da atmosfera nessa época, o que causa maiores perdas por escoamento superficial (BURIOL et al., 2006).

A variabilidade na produtividade do milho está estreitamente correlacionada com a precipitação durante o período de crescimento e desenvolvimento da cultura, principalmente durante o subperíodo após o pendoamento. A irrigação das lavouras é uma alternativa para evitar a baixa disponibilidade de água. O correto estabelecimento do momento de irrigar possibilita, em primeiro lugar, o uso racional de um recurso que, em determinadas épocas, pode tornar-se escasso, além de evitar os prejuízos causados pelo déficit hídrico.

A irrigação requer determinação do consumo de água pela cultura para que se possa maximizar o uso deste recurso, evitando os riscos de deficiência e o aumento de custos desnecessários associados ao excesso de irrigação. A irrigação é um instrumento do manejo agrícola que integra um conjunto de atividades que tem por objetivo o aumento e a estabilidade interanual da produção, buscando as condições ideais para o crescimento e desenvolvimento da planta. A função da irrigação é propiciar à cultura um suprimento regular de água, de maneira que as demais operações agrícolas, como fertilização, mecanização, controle de pragas e doenças, possam atingir seus máximos benefícios, ou seja, maior produtividade e maiores lucros.

Nas áreas não irrigadas, a disponibilidade de água está relacionada à ocorrência, freqüência e quantidade de chuva, enquanto que, para as áreas irrigadas, o êxito está relacionado com o correto manejo da irrigação. Nos dois casos é importante conhecer as probabilidades de ocorrência de diferentes níveis de disponibilidades hídricas críticas, para alcançar a máxima produtividade e o máximo retorno econômico.

A análise de risco de ocorrência dos fatores que causam estresse nas culturas agrícolas, utilizando um intervalo curto de dados como de um dia, permite identificar níveis críticos que não seriam verificados através de determinações em intervalos de tempo mais longos, como por exemplo, em períodos decendiais ou mensais.

A determinação da lâmina de irrigação e do turno de rega para cada local é essencial para o processo de tomada de decisões relacionadas ao cálculo, dimensionamento de projetos de irrigação, estruturas de captação e armazenamento de água, determinação de custos e viabilidade técnica e econômica da irrigação, bem como no planejamento das demais atividades do setor agropecuário.

Estudos com a determinação dos valores de lâmina de água e turno de rega, essenciais na elaboração de um projeto de irrigação, são escassos e incompletos para a região central do Rio Grande do Sul, sendo, portanto, essa determinação é importante para o adequado planejamento de sistemas de irrigação na região.

A análise de dados de produtividade potencial da cultura, juntamente com dados de custo de produção e preços, é crucial na tomada de decisão de

irrigar ou não. Nesse sentido, a utilização de modelos computacionais que integram a simulação do crescimento e da produtividade da cultura com aspectos econômicos constitui-se uma poderosa ferramenta de auxílio à decisão (FRIZZONE et al., 2005).

No manejo da irrigação, a quantidade de água e o número de irrigações dependem da variabilidade espacial e temporal dos elementos meteorológicos, bem como do tipo de solo e das condições de cultivo. Portanto, são necessários estudos detalhadospara determinar os valores de lâmina de água, número de irrigações necessárias e respectivas probabilidades, essenciais na elaboração de projetos de irrigação e análise da viabilidade econômica de implantação dos sistemas de irrigação.

A disponibilidade de uma série histórica de dados meteorológicos, para estimar a provável lâmina de água e o provável número de irrigações para qualquer época de semeadura, podem ser estimados com a aplicação de técnicas da modelagem do desenvolvimento e crescimento das culturas sob diferentes condições meteorológicas locais e para os solos de uma região. O ajuste de funções matemáticas para o cálculo de probabilidade será tanto melhor, quanto mais longa e com menor número de falhas for a série histórica de dados meteorológicos disponível.

Assim, o objetivo desse trabalho foi determinar os valores prováveis de duração dos subperíodos do ciclo, de lâmina de irrigação e do número de irrigações necessários para o milho semeado em diferentes épocas, considerando-se a capacidade de armazenamento de água disponível dos principais solos da região Central do Rio Grande do Sul e sua variação com o desenvolvimento simulado das plantas.