Simpósio Coopercitrus 2016 Manejo de Irrigação e Fertirrigação na Cultura de Cana-de-açúcar (gotejamento e pivô central)

(1)

Prof. Rubens Duarte Coelho

ESALQ - USP

Piracicaba / SP 2015

Manejo de Irrigação e Fertirrigação na Cultura de

Cana-de-açúcar (gotejamento e pivô central)

(2)

Departamento de Engenharia de Biossistemas Setor de Irrigação / Hidráulica

(3)

ESALQ - 2016

Curso de Pós-Graduação

Engenharia Agrícola - ESALQ

Total Acumulado: 707 Teses / Dissertações

60 % - Engenharia da Irrigação

Atualmente :

Mestrado : 56

Doutorado : 76

Total : 132 Alunos

50 % Cana-de-Açúcar

30 %

SP

70 %

MG / NE / RS / GO

Departamento de Engenharia de

Biossistemas – LEB / ESALQ

(4)

Área Irrigada Área Irrigada Experiência Região Área Total Total Gotejamento Gotejameto

(ha) (ha) (ha) Anos

Salvamento Brasil 9.130.000 400.000 18.000 14 1.800.000 Vinhaça 135.000 1,5% Irrigação Plena Austrália 420.000 210.000 15.000 19 Hawaii 28.000 28.000 28.000 42 Ilhas Maurício 80.000 10.000 10.000 24 África do Sul 321.000 256.800 15.000 24 Cana-de-Açúcar - 2016

(5)

(6)

(7)

(8)

Diversidade de Gotejadores

Mercado Nacional e Internacional

(9)

(10)

(11)

(12)

Water Balance (Soil) – Sugarcane Areas Methodology - Thornthwaite & Mather (1955) Average : Rain , Soil, Variety , TAW (100 mm)

(13)

Produtividade Média de Cana no Brasil – 75 tons/ha

A melhor produtividade de sequeiro no Brasil 105 tons/ha A melhor Produtividade em Pivô Central no Brazil 230 tons/ha

A melhor produtividade em Gotejamento no Brasil 300 tons/ha

(14)

(15)

232 ton / ha

Lâmina 30 % 140 ton / ha

Salvamento 80 ton / ha

(16)

(17)

(18)

(19)

Variedade VAT 92 212

(20)

(21)

Salvation Irrigation Deficit Irrigation Full Irrigation

(22)

Requerimento Água – Irrigação

Usinas de Açúcar e Etanol - 10 / 30 mil ha

ANA / DF

ANEL – Conflitos com Hidroelétricas

Outorgas Preventivas

Vazão - Irrigação Plena

10 mil ha cana - 5 m³/s  Max 8 m³/s

(3 m Diâmetro)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

Projeto Pontal – Petrolina PE 16 Aqueodutos 8.000 ha

(29)

CARRETEL R$ 10 - 14 / mm.ha

PIVO REBOCAVEL R$ 10 - 12 / mm.ha

PIVO FIXO R$ 7 - 8 / mm.ha

GOTEJAMENTO R$ 8 - 10 / mm.ha

(30)

MANEJO DA IRRIGAÇÃO

1 – Métodos Climatológicos

Tanque A x Estações Automatizadas

2 – Métodos de Solo

Tensiometria, Sonda Neutrons, TDR

3 – Métodos de Planta

(31)

(32)

Conceitos Básicos 1 : Evapotranspiração

• Evaporação (E)

- Perda de água de uma superfície para a atmosfera;

• Evapotranspiração (ET)

- Perda de água por evaporação da superfície

do solo mais transpiração da planta;

• Evapotranspiração Potencial (ETp)

-

É a demanda de água em uma

superfície extensa vegetada por uma cultura, em crescimento ativo,

cobrindo totalmente o terreno, em condição ideal de disponibilidade hídrica

no solo (capacidade de campo), sem advecção / somente trocas verticais.

(33)

• Evapotranspiração de Referência (ETo)

- Evapotranspiração ocorrente em uma

superfície de solo vegetada com grama batatais

(2,88 m2 de folha / m2 de solo  8 a 15 cm de altura)

ou alfafa

(30 – 50 cm de altura)

, bem suprida de água em fase de desenvolvimento

ativo e com

bordadura adequada

.

Doorenbos & Pruitt (1977)

Área suficientemente grande, de forma que resulte apenas trocas verticais de energia pela radiação solar. Normalmente esta condição ocorre apenas 1 – 2 dias após uma chuva generalizada na área, onde toda região fica úmida e as contribuições advectivas (horizontais) são minimizadas. Outra possibilidade seria vento = zero durante 24 h.

• Evapotranspiração Máxima (ETm) –

É a demanda de água de uma cultura, em

condição ideal de disponibilidade hídrica no solo. Inclui efeitos advectivos se existir

condição atmosférica para isto e do sistema de irrigação utilizado se for o caso.

• Evapotranspiração Atual (ETa) ou Real (ETr) –

É a demanda de água de uma cultura,

dependente das condições atuais de disponibilidade hídrica no solo e da demanda

atmosférica.

(34)

(35)

(36)

IRRIGAR 100 % ???

(37)

Máxima Evapotranspiração (ETm)

ETm = ETo . Kc

(38)

Proposta 2 - Física de Solos

(39)

(40)

CERRADO AREA - Dry Season Rainfed Sugarcane

(41)

(42)

CERRADO AREA

(43)

(44)

CERRADO AREA Full Irrigation 100 %

(45)

(46)

(47)

(48)

1998 - 2005 1991 - 2005

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

Estações Meteorológicas – Brasil (2015)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

Fazenda COELHO - T 3 ; T 1,2,4,6,10,13,19 : T 7,8,18 1 10 100 1000 10000 100000 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Umidade volumérica (cm3/cm3) P o te n c ia l M á tr ic o ( - c m c a ) T 3 0 - 20 cm T 3 20 - 40 cm T 3 40 - 60 cm T 3 60 - 80 cm T 3 80 - 100 cm T 1,2,4,6,10,13,19 0 - 20 cm T 1,2,4,6,10,13,19 20 - 40 cm T 1,2,4,6,10,13,19 40 - 60 cm T 1,2,4,6,10,13,19 60 - 80 cm T 1,2,4,6,10,13,19 80 - 100 cm T 7,8,18 0 - 20 cm T 7,8,18 20 - 40 cm T 7,8,18 40 - 60 cm T 7,8,18 60 - 80 cm T 7,8,18 80 - 100 cm Trincheiras

(64)

1

3 2

(65)

- Irrigar em intervalos definidos pelo usuário

- Irrigar a uma depleção crítica

- Irrigar abaixo ou acima da depleção crítica

- Irrigar em intervalos fixos por estágio

- Irrigar a uma depleção fixa

- Irrigar a um determinado nível de redução da ETc por estágio

- Irrigar a um determinado nível de redução da produtividade

(66)

OPÇÕES QUANTO IRRIGAR:

- O usuário define a lâmina de irrigação aplicada

- Elevação da umidade do solo à capacidade de campo

- Elevação da umidade do solo abaixo ou acima da capacidade de campo

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

-100 -50 0 50 100 150 200

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

mm

DEF(-1) EXC

(74)

Irrigação 100 % Época 1 CAD : 100 mm 4,32 2,16 6,48 mm/dia 0,00

(75)

Época 2 CAD : 100 mm 3,45 1,72 5,18 mm/dia 0,00 6,90

(76)

Irrigação 100 % Época 3 CAD : 100 mm 3,45 1,72 5,18 mm/dia 0,00

(77)

Épocas 1 + 2 + 3 CAD : 100 mm 1,44 2,88 4,32 5,76 mm/dia

(78)

Irrigação 100 %

Irrigação Déficit 10 % ETc

(79)

(80)

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0 800,0 900,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Série1 Série2 Série3 Necessidade de Irrigação Simulada (mm / ano)

(81)

1 – Métodos Climatológicos

Tanque A x Estações Automatizadas

2 – Métodos de Solo

Tensiometria, Sonda Neutrons, TDR

3 – Métodos de Planta

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

TENSIÔMETRO DIGITAL DE PUNÇÃO

(87)

(88)

Curva de retenção de água no solo

Eq. de Van Genuchten



₁_,₉₈₅₂₈



0,5 m

*

0407076

,

0 (

1 3424

,

0 0509

,

0 







(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

NOVO PROJETO : INCT EI / ESALQ

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

MANEJO DA IRRIGAÇÃO

1 – Métodos Climatológicos

Tanque A x Estações Automatizadas

2 – Métodos de Solo

Tensiometria, Sonda Neutrons, TDR

3 – Métodos de Planta

(103)

(104)

(105)

(106)

Potencial Gravitacional

Potencial Matricial

(107)

(108)

(109)

(110)

Tomate - Casa Vegetação : 180 MT

/ha

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

CONSIDERÇÕES FINAIS

rdcoelho@usp.br

Obrigado / Questões ?

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

TÓPICOS AVANÇADOS

1) Uma cana que produz 95 ton / ha evapotranspira o

mesmo do que uma cana que produz 300 ton / ha ?

(124)

TÓPICOS AVANÇADOS

1) Uma cana que produz 95 ton / ha evapotranspira o mesmo

do que uma cana que produz 300 ton / ha ?

O Kc não deveria variar com o nível de Produtividade ?

2) Todas as variedades evapotranspiram da mesma maneira ?

O Kc não deveria variar com a variedade ?

(125)

Produção de Açúcar e Energia: Experimentação e Simulação

(126)

Water Productivity into Biomass and Energy for

24 Brazilian Sugarcane Varieties

Rubens Duarte COELHO 11_{Associated Professor / University of São Paulo / Brazil}

Rafael MASCHIO 2 2_{PhD Students / University of São Paulo}

Daniel Philipe Veloso LEAL 2

Fernando da Silva BARBOSA 2

Robson MAURI 2

ASABE 2012 - Annual International Meeting Dallas, Texas

(127)

area and varieties codification.

24 Varieties

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

Intensidade de Deficit Hídrico - Maturação

M1 - Déficit hídrico suave / fraco : 60 dias antes colheita

M2 - Déficit hídrico moderado : 60 dias antes colheita

M3 - Sem Déficit hídrico : irrigar até a colheita

M4 - Metodologia "drying-off" - CAD / ET

cana

(144)

M4 – 2 FV M2 – 6 FV

(145)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 Ir ri gação ac u m u ad a ( L ) DAP V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8

MANEJO DA IRRIGAÇÃO

 Irrigação total acumulada (litros) -

L100 M3

:

V1

(146)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 Ir ri gaç ão ac u m u ad a ( L ) DAP V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8

RESULTADOS E DISCUSSÃO

MANEJO DA IRRIGAÇÃO

(147)

(148)

V 6

(149)

(150)

RESUMINDO

1 – Lâminas de irrigação calculadas a nível de outorga e de projeto são

aproximações teóricas .... cautela no uso destes valores !! ;

2 - Após a implantação e o início da operação do sistema de irrigação, é

preciso calibrar no próprio local os valores de Kc, em função dos efeitos

advectivos locais e das variedades plantadas ;

3 - Produtividades muito elevadas próximas do potencial teórico da cana-

de-açúcar (380 Ton / ha), somente podem ser obtidas quando se faz

100 % correto o manejo da irrigação de cada variedade, da fertirrigação

e da microbiologia do solo.

4 - O acerto de todos os detalhes no campo não é tão rápido ....

requer uso de instrumentação de precisão, conhecimento técnico e

tecnologia de informação.

(151)

CONSIDERÇÕES FINAIS

rdcoelho@usp.br

Obrigado / Questões ?

(152)

(153)

(154)

(155)

(156)

(157)

6 H

₂

O + 6 CO

₂

 6 O

₂

+ C

₆

H

₁₂

O

₆

(158)

(159)

(160)