OAGRICULTOR

O balanço hidrológico em canteiros de arroz. Aspectos ambientais da cultura

 

HUGO PEREIRA[1]; RICARDO SERRALHEIRO[2] ; RODRIGO PEREIRA[3]

 

Resumo

A água é um factor de produção essencial, cuja crescente escassez na agricultura, em quantidade e em qualidade, determina a necessidade de optimizar o seu uso. A realização cuidada dum balanço hídrico da rega é um instrumento essencial de gestão da água em regadio. O excesso de nitratos nas águas superficiais e subterrâneas é, actualmente, um dos problemas ambientais mais preocupantes, a par com outros resultantes da actividade agrícola. A cultura do arroz merece  uma atenção especial, dadas as elevadas quantidades que usa de água, de fertilizantes e de pesticidas. Realizaram-se no presente trabalho balanços hídricos e de nitratos em dois canteiros de arroz representativos dos mais de 1000 ha da Companhia das Lezírias.

Para determinar a condutividade hidráulica usou-se o método do “canteiro infiltrómetro” apresentado por Pereira (1989), em que todo o canteiro funciona como um infiltrómetro. São muito baixos os valores determinados para a condutividade hidráulica, em qualquer dos canteiros observados: 0,5 mm/dia a 1,1 mm/dia. O estudo do comportamento da toalha freática mostrou que esta se elevou rapidamente com o início da rega, visto que o solo já se encontrava muito próximo da saturação.

Obteve-se uma boa correlação entre os valores da evaporação em tina evaporimétrica classe A e os da evapotranspiração de referência obtidos pelo método de Penman-Monteith. O coeficiente cultural observado para o arroz é elevado: Kc = 1,6. Os consumos globais de água pela cultura foram relativamente moderados, se comparados com os volumes habitualmente associados à cultura do arroz.

Recolheram-se amostras de água e de solo para análise laboratorial do teor de nitratos. Os resultados não indicam excesso de nitratos, permitindo concluir que não houve contaminação das águas, quer superficiais, quer subterrâneas. O movimento da água em profundidade é bastante diminuto o que, conjugado com uma correcta aplicação dos adubos azotados,  terá permitido evitar a lixiviação de nitratos.

 

Palavras-chave: rega; arroz; balanço hidrológico; tina evaporimétrica; método de Penman-Monteith; condutividade hidráulica; toalha freática; nitratos.

 

Introdução

A Agricultura é, de longe, a actividade económica maior consumidora de água, sendo em geral responsável por mais de 85% dos volumes gastos. Portanto, saber utilizar, e sobretudo não desperdiçar, um factor de produção tão relevante como é a água, é aspecto que assume importância crescente no contexto agrícola actual. De facto, qualquer erro de gestão da água na Agricultura pode ter grandes consequências, tanto na conservação da quantidade de recursos hídricos como na indução de problemas ambientais como a salinização dos solos e a contaminação de linhas de água e aquíferos com nitratos e resíduos de outros nutrientes e pesticidas. Estas consequências são naturalmente tanto mais graves quanto maiores são os volumes de água utilizados. É o arroz a cultura que mais intensamente utiliza este recurso escasso e precioso. Esta cultura é muitas vezes suspeita de agredir o ambiente, quer através da contaminação de rios e aquíferos com nitratos, quer através da alteração de algumas das propriedades dos solos que ocupa, como a condutividade hidráulica e a salinidade. Daí o interesse deste estudo, que realiza um balanço hidrológico e a análise de impactes ambientais da cultura do arroz, numa empresa em que esta cultura se faz em grande escala.

Objectivos

O objectivo principal deste estudo é realizar o balanço hidrológico em canteiros de arroz, uma das culturas mais exigentes em termos de necessidades hídricas. O segundo grande objectivo é estudar os impactes ambientais desta cultura, nomeadamente a possível existência de arrastamento de nitratos, quer superficialmente, quer em profundidade.

Funções da água no arrozal

A água desempenha várias funções na cultura do arroz. Para além da função comum a todas as outras plantas, que é a satisfação das necessidades fisiológicas para o crescimento e desenvolvimento da cultura, outras funções se destacam:

1)  Actua como regulador térmico (Pereira, 1989; Raposo, 1989; Tinarelli, 1989; Alves, 1985). A protecção térmica exercida pela água é mais evidente e importante na fase inicial do ciclo cultural, geralmente nos meses de Abril, Maio e, por vezes, meados de Junho. Traduz-se por um aumento da temperatura diária média do sistema material que suporta a cultura, ou seja, o solo, a lâmina de água e a camada de ar junto ao solo.

2)  Auxilia no combate às infestantes (Silva, 1969; Tinarelli, 1989; Pereira, 1989). A importância desta função deve-se ao facto de inúmeras espécies de infestantes não germinarem em condições de alagamento.

3)  Facilita a disponibilidade de nutrientes, com destaque para o fósforo, devido à subida de pH que provoca nos solos, geralmente ácidos (Pereira, 1989; Alves, 1985; Tinarelli, 1989).

4)  Facilita a lixiviação de sais (Silva, 1969). Os solos destinados à cultura do arroz encontram-se frequentemente salinizados, pelo que a água assume um papel importante na lavagem destes sais que, acima de determinadas concentrações, se tornam tóxicos para a cultura.

Maneio da rega no arrozal

            A rega na cultura do arroz é feita segundo o método da submersão, pelo processo dos canteiros ou alagamentos (Mendonça, 1975, citado por Pereira, 1989). O aspecto (hidráulico e funcional) dominante neste método é a manutenção da toalha de água parada sobre a superfície enquanto se infiltra, tornando a condução da rega menos dependente das condições de infiltração, relativamente aos métodos de escorrimento (Serralheiro, 1996).

            O maneio da rega consiste efectivamente na aplicação de água à parcela, e a forma mais simples e racional de o estudar é recorrendo à análise das variações da lâmina de água ao longo do ciclo cultural (Pereira, 1989). Segundo o mesmo autor, este ciclo compreende dois períodos distintos: a) o período de preparação do terreno, e b) o ciclo vegetativo no sentido lato. Este último pode subdividir-se, como considerou Yoshida (1981), em três períodos específicos que são: i) o período vegetativo, ii) o período reprodutivo, e iii) o período de maturação.

Preparação do terreno

Apesar da utilização, hoje praticamente generalizada, de equipamento de regularização da superfície controlado por laser, a operação de rebaixa não perdeu importância. Assim, como aconteceu no ano de 1996 no Paúl das Lavouras, em que grande parte dos canteiros continuavam alagados nos finais de Maio, foi a rebaixa que permitiu regularizar a terra para a sementeira. Pereira (1990) e Tinarelli (1989) referem que uma lâmina de água com 5 cm de profundidade é, em geral, suficiente para ser feita esta operação.

Período vegetativo

No caso da sementeira ser efectuada por avião com o solo alagado, facto que se verificou neste estudo e que se verifica na maioria dos arrozais modernos, vários autores como Pereira (1990), Tinarelli (1989) e Alves (1985) referem alturas de água compreendidas entre 5 e 10 cm. Após a emergência das jovens plantas, os canteiros devem ser postos a seco pelo menos uma vez (“quebra-seca” ou “torra”), para favorecer o enraizamento e combater as algas, podendo-se também proceder à aplicação de herbicidas (Alves, 1985). Esta operação reveste-se ainda da importância de arejar o solo, nomeadamente no incremento de oxigénio e azoto (Topolanski, 1975). Terminada esta fase e até ao afilhamento, Pereira (1989) recomenda no início lâminas com cerca de 5 cm, as quais, com o crescimento da cultura, subirão gradualmente até aos 10 cm. Nesta altura, a planta por si só não necessita de muita água, mas pequenas profundidades favorecem um afilhamento excessivo, de que pode resultar um escalonamento na maturação, com reflexos negativos no rendimento industrial da colheita. Findo este período e até perto do encanamento, a profundidade da água tem pouco efeito no desenvolvimento da planta (Hill, 1982).

Período reprodutivo

É a fase crítica da cultura, devendo a água estar facilmente disponível para as plantas. Há também que considerar o papel termorregulador da água, protegendo a cultura das temperaturas nocturnas demasiado baixas, que provocam degeneração das espiguetas e aumento da esterilidade. Pereira (1990) e Alves (1985) referem lâminas de água da ordem dos 10 cm de profundidade.

Maturação

A deficiência hídrica no período pós-encabeçamento provoca o aumento do número de grãos imperfeitos, o que afecta a maturação. No entanto, neste período não é necessária a submersão, bastando o solo estar saturado ou quase saturado (Motomura, 1983, citado por Pereira, 1989). No caso português, a prática normal consiste em terminar a rega cerca de 3 a 4 semanas após a floração, sendo as necessidades hídricas das plantas no período final satisfeitas com a água que fica retida no canteiro. Quando conjugada com lâminas de água inferiores a 10cm, parece ser a prática correcta visto que, geralmente, não obriga a perdas de maneio por drenagem dos canteiros (Pereira, 1989). Esta drenagem poderá ser imprescindível caso ocorram precipitações significativas nos meses de Setembro e Outubro, ou caso a permeabilidade dos canteiros seja tão diminuta que não permita o enxugo dos mesmos, de forma a apresentarem condições favoráveis à colheita.

 

Material e métodos

Locais de ensaio

Constituída em 1836, quando a sua área totalizava 48000 ha, a Companhia das Lezírias é ainda, nos dias actuais, uma das maiores e mais antigas explorações agro-pecuárias do país. Explora cerca de 20000 ha de terra, divididos entre as produções agrícola, animal, florestal e o agro-turismo. Na produção agrícola, que mais interessa a este estudo, salientam-se os cerca de 1100 ha de arroz, distribuídos por 3 arrozais: o Paúl de Belmonte, o Paúl das Lavouras e o arrozal da Lezíria Grande.

Os ensaios tiveram lugar no Paúl de Belmonte e no Paúl das Lavouras, utilizando-se, como área em estudo, um canteiro de cada paúl. Além duma dimensão razoável (cerca de 3 ha), todos os canteiros são regados e drenados individualmente e segundo os mesmos princípios, havendo ainda uma grande homogeneidade quanto ao tipo de solo dentro de cada paúl. Assim, admite-se que cada canteiro constitui uma amostra representativa de todo o arrozal.

O canteiro utilizado no Paúl de Belmonte pertence ao talhão 7-B, tem forma triangular e área de 2,9 ha. No Paúl das Lavouras, o canteiro utilizado pertence ao talhão 3, é rectangular e tem 3,0 ha de área.

A rede de rega

No Paúl de Belmonte, o fornecimento de água aos 247 ha é garantido por um sistema de bombagem instalado na ribeira de Santo Estêvão. Este está situado a jusante do paúl, onde foi construído um açude. São utilizadas duas bombas eléctricas idênticas, montadas sobre o referido açude, com uma potência de 30 CV, um débito de 250 l.s-1 e uma altura manométrica de 5 metros.

A alimentação de água aos 210 ha do Paúl das Lavouras é feita a partir duma barragem construída para o efeito na ribeira do vale Cobrão, a montante do arrozal. Estando esta situada a uma cota superior em relação ao paúl, toda a distribuição de água é feita por gravidade. A barragem tem uma capacidade de armazenamento de 5 hm3 de água, que é conduzida através de 5 km de conduta até uma caixa a céu aberto, situada no início do arrozal (a montante). Desta caixa partem dois troços de conduta, enterrados ao longo da rede viária, que vão assegurar a distribuição de água aos canteiros. A distribuição de água aos canteiros efectua-se por bocas de rega munidas de válvulas de tanque associadas a caixas em pressão (Oliveira, 1993, pg. 607).

Balanço hidrológico

Segundo Mendonça (1975, citado por Pereira, 1989): “considerada qualquer região do espaço - se forem desprezáveis, como em geral o são, as transformações por reacção química - a equação da continuidade exprime que, em determinado intervalo de tempo, a massa de água que nela entra é sempre igual à soma da massa que sai com o acréscimo da massa armazenada”. Esta igualdade traduz o balanço hidrológico na região ou sistema considerados, cuja equação, de acordo com Rieul (1992), Pereira (1989) e Hillel (1971), pode assumir a seguinte forma:

                                D A = R + P - ETa - ES - PH - PV                   (2.1)   

sendo:

D A = variação da quantidade de água armazenada;

R = quantidade de água entrada proveniente da rega;

P = quantidade de água entrada proveniente da precipitação,

ETa = quantidade de água saída por evapotranspiração;

ES = quantidade de água saída por escoamento superficial;

PV = quantidade de água saída por percolação vertical;

PH = quantidade de água saída por percolação horizontal.

 

Rega e drenagem

Os caudais aplicados e sobrantes da rega em canteiros de arroz são facilmente medidos com canaletes limnígrafos, cujos dados se integram, resultando os volumes de rega aplicado e de escoamento superficial. Os canaletes medidores podem assim ser aparelhos muito úteis  para a gestão da rega nos canteiros de arroz, visto que, se correctamente colocados no terreno, são bastante precisos e fáceis de usar, e não interferem com o maneio da rega.

Para medir os volumes de água que entraram e saíram nos canteiros em estudo (R e ES respectivamente), foram utilizados os referidos canaletes. A instalação deste equipamento teve lugar nos locais habituais de passagem da água, ou seja, à saída da caixa de divisão e no ponto onde a maracha é habitualmente cortada, ou "picada", para drenar o canteiro (figura 1).

LEGENDA:

1-       Régua para medição da altura da lâmina de água;

2-       Limnígrafo associado a canalete medidor;

3-       Tensiómetro;

4-       Piezómetro;

5-       Tubo para introdução da sonda capacitiva;

6-       Tina evaporimétrica;

7-       Vala de drenagem do paú

Figura 1 - Representação esquemática do canteiro em estudo no Paúl das Lavouras e do equipamento nele instalado

   

Precipitação

A precipitação, embora sendo um elemento importante no ciclo hidrológico, no clima mediterrâneo não tem grande representatividade no balanço hidrológico duma cultura regada de primavera - verão, como é o caso do arroz. Apesar da sua menor importância, a quantificação deste parâmetro foi tida em conta. Para tal utilizaram-se os dados fornecidos pela Estação Meteorológica de Vila Franca de Xira.

Evapotranspiração

Admitiu-se que a evapotranspiração real da cultura é igual à evaporação medida em tina evaporimétrica classe A.  A tina foi colocada entre o canteiro em estudo no Paúl das Lavouras e a vala de drenagem deste paúl, como ilustra a figura 1. O método de Penman-Monteith é o método actualmente recomendado pelo FAO para estimar a evapotranspiração de referência, ETo, que, no caso de plena disponibilidade de água pela cultura, se pode relacionar com a evapotranspiração real da cultura, ETa, do seguinte modo:

                                        ETa = Kc  ETo                                                   (2.2)

Os dados climáticos que entram na determinação de ETo por este método (temperatura, humidade relativa do ar, velocidade do vento e insolação) foram os medidos na Estação Meteorológica de Vila Franca de Xira no tempo em que decorreu o estudo.

 

Percolação

Por percolação entende-se o movimento da água através do solo. Este pode ser descendente em direcção à toalha freática (percolação vertical), ou lateral, dirigido às valas de drenagem, linhas de água e terras a cota inferior (percolação horizontal). Na situação destes dois arrozais, em que os canteiros se encontram contíguos, praticamente à mesma cota, e as valas de drenagem estão separadas destes por caminhos relativamente largos e compactados, a percolação horizontal é um parâmetro que se pode desprezar, dado o seu reduzido valor.

            Santos Júnior (1987), refere: “mantendo uma fina camada de água à superfície de um solo fundo, inicialmente insaturado, a taxa de infiltração mede desde o início a capacidade de infiltração do solo, que vai decrescendo com o tempo, aproximando-se assim praticamente de um valor constante dito capacidade de infiltração final”[4]. Ora, tendo em conta as condições de alagamento que se verificaram nos canteiros nas semanas que antecederam a preparação dos mesmos para a sementeira, é lícito considerar-se que, no período em que se calculou o balanço hidrológico, a água se infiltrou à velocidade constante da infiltrabilidade final. Desta forma, para obter o volume de água percolado basta multiplicar o tempo que os canteiros estiveram submersos pela velocidade de infiltração final e pela área do canteiro.

Toalha freática

Para estudar o comportamento da toalha freática utilizaram-se dois tipos de equipamentos diferentes: os piezómetros e a sonda capacitiva. Os piezómetros eram constituídos por tubos de plástico com uma polegada de diâmetro, abertos em ambas as extremidades. Constituiu-se com eles uma bateria de quatro elementos com comprimentos diferentes, mais concretamente com as extremidades inferiores situadas às profundidades de 25, 50, 75 e 100 cm, relativamente à superfície do solo.

Em virtude do líquido no interior do tubo piezométrico estar em repouso, verifica-se a distribuição hidrostática de pressões, pelo que a cota piezométrica é a mesma em todos os seus pontos, ou seja, em cada ponto tem-se:                                         

                              Ø = p/g + z = constante                                                (2.3)

 sendo:

Ø = cota do nível piezométrico ou potencial hidráulico (m);

p/g = altura piezométrica (m);

p = pressão hidrostática ou potencial de pressão (kg.m-2);

g = peso volúmico do líquido (kg.m-3);

z = cota geométrica ou potencial gravitacional (m).

As medições da humidade do solo com a sonda capacitiva só tiveram início algum tempo depois de se terem iniciado as medições nos tubos piezométricos. De facto, recorreu-se a este aparelho para tentar obter mais informação sobre o teor de água no solo, sobretudo na zona intermédia do perfil estudado (entre os 25 e os 75 cm de profundidade), onde a subida da água nos piezómetros era praticamente nula. Se tal facto se devesse a ausência de toalha freática nessas profundidades, isso seria traduzido por um teor de água inferior à saturação, que a sonda capacitiva determinaria. Utilizou-se a curva de calibração da sonda capacitiva fornecida pelo fabricante, no respectivo manual técnico. Esta é do tipo q = f (FU), sendo

 FU  =                                  (2.4)

 

e

                                             q = 50,21 FU12,73FU                                                 (2.5)                                   

onde

FU = Leitura relativa ou “Frequência Universal”;

q = Teor de Humidade em percentagem de volume;

Lar = Leitura ao ar;

Lsolo = Leitura no solo;

Lágua = Leitura na água.

O objectivo principal da utilização da sonda capacitiva foi pois tentar determinar a posição da toalha freática, sem cuidar de medir o teor de humidade do solo com grande precisão, o que não apresenta muito interesse no tipo de condução da rega em causa. Para conseguir determinar a posição da toalha freática, há que analisar as duas últimas equações apresentadas, (2.4) e (2.5). Assim, se for feita uma medição abaixo da superfície da toalha freática, o valor de Lsolo tem que ser muito próximo do valor de Lágua e o valor de FU aproxima-se de 1,0. Deste modo, verifica-se que o valor de q se aproxima de 50% em volume. Conclui-se, portanto, que as medições que fornecem valores muito próximos de 50% de humidade são, provavelmente, efectuadas no interior da toalha freática.

 Condutividade hidráulica. Canteiro infiltrómetro.

Para determinar a condutividade hidráulica, K, utilizou-se o método do "canteiro infiltrómetro". Este método, em que todo o canteiro funciona como um infiltrómetro, resulta da adaptação duma experiência realizada por Pereira (1989) para determinar a condutividade hidráulica nos arrozais do Paúl de Magos. Como refere Santos Júnior (1987), com saturação constante à superfície pode considerar-se que a infiltrabilidade final se aproxima da condutividade hidráulica do solo saturado, ou seja v = K. Assim, considerando um período em que no canteiro não há entradas nem saídas de água superficialmente e considerando nula a percolação horizontal, à diminuição da profundidade da lâmina de água corresponderá a soma da altura de água infiltrada com a altura de água evapotranspirada. Bastará, num intervalo de tempo t (dias), medir a descida da lâmina de água z (mm) e o valor da evapotranspiração ET (mm), para se poder calcular a velocidade de infiltração v através da seguinte equação:

 v (mm/dia)  =                                       (2.6)

Desta forma todo o canteiro funciona como um infiltrómetro, daí o nome dado a este método.

 

 

Nitratos

Para quantificar a lixiviação de nitratos, foram colhidas amostras de água e de solo nos canteiros em estudo, sobre os quais se determinou, em laboratório, o teor de NO3-. Colheram-se sete amostras de água em cada canteiro, uma na toalha freática e seis à superfície. A amostra de água da toalha freática foi recolhida no interior do tubo piezométrico mais profundo (1,0 m), com o auxilio de uma pequena bomba manual. As amostras de água superficial foram colhidas para um recipiente de vidro quando a água passava sobre os canaletes.

As seis amostras de água superficial podem dividir-se em três pares ao longo do ciclo cultural, isto porque cada 
par de amostras representa uma amostra à entrada do canteiro (antes de passar pelo mesmo) e uma à saída deste. Assim, a primeira amostra funciona como testemunha, a partir da qual se determinam as variações ocorridas devido à passagem da água no canteiro. Os três pares de amostras dizem respeito a três períodos diferentes: antes da primeira cobertura, após a primeira cobertura e após a segunda cobertura. Ambos os canteiros em estudo levaram duas coberturas, tendo estas sido efectuadas com os canteiros alagados, estando a água parada (sem entrar nem sair do canteiro). Cerca de 3 a 4 dias após cada adubação iniciou-se a drenagem dos canteiros. Colheu-se uma amostra nesta ocasião, ou seja, logo nas primeiras águas que saíram do canteiro e outra algum tempo depois, para tentar, assim, avaliar a evolução da possível saída de nitratos do canteiro.

Resultados e sua discussão 

Balanço hidrológico

            Os resultados dos dois balanços hidrológicos realizados encontram-se expostos no quadro I. É de realçar que os volumes de água gastos na rega, 17027 m3/ha no Paúl de Belmonte e 15622 m3/ha no Paúl das Lavouras, estão bastante próximos do valor médio referido pelo Eng. Rodrigo Pereira(16000 m3/ha) estimado com base na curva de armazenamento da Barragem do Vale do Cobrão, que alimenta este último paúl.

 

 

              Evapotranspiração. Relação entre o método de Penman-Monteith e o da Tina classe A.

       Na figura 2 comparam-se os valores semanais de evaporação medida na tina, Etina, com os da evapotranspiração de referência calculada pelo método de Penman-Monteith, ETo.


Figura 2- Valores medidos de Etina e valores calculados de ETo

A equação de regressão e o respectivo coeficiente de correlação (r) tomam os seguintes valores:

Etina = -0,5 + 1,602 ETo              (r = 0,903)                      (3.1)

 

        A correlação apresenta um valor de coeficiente r bastante elevado, o que comprova a boa relação existente entre o método da tina e o método de Penman-Monteith.

            Dos dois resultados apresentados, Etina e ETo, tendo em conta os balanços hidrológicos que se apresentam, conclui-se que a evaporação medida no interior do arrozal (Etina) se pode tomar como evapotranspiração real da cultura (ETa) fazendo, tal como Pereira (1989) e Pimenta (1992):

                                                                    ETa = Etina                                                 (3.2)

        Assim, substituindo Etina por ETa na equação (3.1), pode relacionar-se a evapotranspiração real do arrozal com a evapotranspiração de referência calculada pelo método de Penman-Monteith, tendo-se

                                                                    ETa = 1,602 ETo - 0,5                                (3.3)

                Desta forma, obtém-se o coeficiente cultural médio do arroz, ou seja, kcarroz  1,6.                              

Quadro II - Percolação vertical nos dois canteiros

 

Semanas

Belmonte (v = 1,1 mm/dia)

Lavouras (v = 0,5 mm/dia)

Altura da água

(cm)

Percolação vertical (mm)

Altura da água

(cm)

Percolação vertical (mm)

16 a 21 /5

8,0

6,6

2,0

3,0

22 a 28 /5

5,0

7,7

8,0

3,5

29/5 a 4/6

0,0

0,0

5,0

3,5

5 a 11 /6

3,0

7,7

2,0

3,5

12 a 18 /6

5,5

7,7

2,0

3,5

19 a 25 /6

4,0

7,7

2,5

3,5

26/6 a 2/7

1,0

0,0

3,0

3,5

3/7 a 9/7

0,0

7,7

0,0

0,0

10 a 16/7

5,0

7,7

2,0

3,5

17 a 23/7

9,0

7,7

6,0

3,5

24 a 30/7

8,0

7,7

5,0

3,5

31/7 a 6/8

7,0

7,7

5,0

3,5

7 a 13 /8

8,5

7,7

7,0

3,5

14 a 20 /8

8,0

7,7

7,5

3,5

21 a 27 /8

7,5

7,7

6,0

3,5

28/8 a 3/9

8,0

7,7

5,5

3,5

4 a 10 /9

11,5

7,7

5,0

3,5

11 a 17 /9

10

7,7

7,0

3,5

18 a 24 /9

8,0

7,7

6,5

3,5

25/9 a 1/10

4,0

7,7

7,0

3,5

2 a 8 /10

3,5

7,7

5,0

3,5

9 a 15 /10

1,0

7,7

2,0

3,5

16 a 22/10

0,0

0,0

0,0

0,0

23 a 29/10

0,0

0,0

0,0

0,0

Total

 

152,9

 

73,0

Percolação

Como se referiu já, após algum tempo de submersão a velocidade de infiltração tende para um valor constante e, assim sendo, a percolação vertical pode determinar-se multiplicando a velocidade de infiltração pelo tempo que o canteiro está submerso. O quadro II apresenta o resultado desta multiplicação, com os totais obtidos durante o período considerado para o balanço hidrológico.

 

Toalha freática

            Para estudar o comportamento da toalha freática utilizaram-se os valores registados nos piezómetros e na sonda capacitiva, bem como os resultados da caracterização hidropedológica.

             

FIGURA 3.2

 

Figura 3 - Representação esquemática dos valores obtidos nas leituras da pela sonda capacitiva

 

No Paúl das Lavouras, verificou-se que no período anterior a 23/7 o piezómetro colocado a 50 cm de profundidade esteve vazio, ou seja, o potencial hidráulico era negativo. Assim, pode assumir-se que neste período a toalha freática se posicionou abaixo dos 50 cm de profundidade. Contudo, no período de tempo referido o piezómetro colocado a 25 cm de profundidade marcou valores positivos de carga hidráulica. A explicação deste facto pode ser a seguinte: o valor bastante reduzido de condutividade hidráulica do solo e a recarga constante que o mesmo recebe da lâmina de água superficial provocam o desenvolvimento, de cima para baixo, duma zona saturada , ou seja, onde o potencial hidráulico é positivo (toalha freática suspensa), cuja espessura irá aumentar e a frente irá deslocar-se lentamente em profundidade até atingir a toalha freática normal provocando nesse momento a rápida subida da mesma ficando todo o solo saturado. Foi o que aconteceu na semana de 24/7 a 30/7, onde todos os piezómetros registaram cargas positivas, corespondendo ao interior da toalha freática.

            A partir desse momento e até ao final do estudo o nível freático esteve acima dos 25 cm de profundidade. Observando agora os valores obtidos com a sonda capacitiva no Paúl das Lavouras e recordando o que se referiu sobre a interpretação dos mesmos, nota-se que, exceptuando a quinzena de 4/9 a 17/9, as leituras efectuadas a 10 cm de profundidade fornecem valores de humidade significativamente diferentes das leituras efectuadas nas restantes profundidades. As curvas de tensão-humidade obtidas para este paúl (figura 4) revelam que, na camada de solo mais superficial, para o valor menor de pF (1,5), esta camada retém mais humidade que as restantes. Comprova-se assim que estas leituras da sonda capacitiva efectuadas a 10 cm de profundidade não revelam a presença da toalha freática. Na quinzena de 4/9 a 17/9 todas as leituras da sonda foram muito idênticas, o que demonstra mostra que o nível freático ultrapassou os 10 cm de profundidade. Resumindo, para o Paúl das Lavouras pode considerar-se que:

            1) no período compreendido entre 5/6 e 23/7 o nível freático situou-se entre os 50 e os 75 cm;

            2) de 24/7 a 3/9 e de 18/9 a 15/10 a superfície freática situou-se entre os 10 e os 20 cm;

3) na quinzena de 4/9 a 17/9 a superfície freática esteve acima dos 10 cm de profundidade.

 

Figura 4 - Curvas de tensão-humidade obtidas no Paúl das Lavouras

 

No Paúl de Belmonte o raciocínio a fazer é semelhante ao que se fez para o Paúl das Lavouras, com as seguintes diferenças:

            1)A ascensão da toalha freática foi mais rápida, visto que logo uma semana após a submerssão do canteiro, já os três piezómetros colocados a 25, 50 e 75 cm de profundidade passaram a registar cargas positivas, revelando a presença do interior da toalha freática. Este comportamento deve-se provavelmente à maior condutividade hidráulica do solo neste paúl.

            2) O nível freático nunca subiu até aos 10 cm de profundidade, como monstram as leituras da sonda capacitiva.

Observando estas leituras, nota-se que todas registam valores de teor de humidade mais baixos nas profundidades de 40 e 50 cm, que teoricamente estariam no interior da toalha freática. Voltando à caracterização hidropedológica do solo, verificou-se que a porosidade do solo na profundidade de 25 a 50 cm era significativamente menor que nas restantes profundidades estudadas. Este facto explica de forma clara os valores registados nas leituras atrás referidas. Em resumo, no Paúl de Belmonte, conclui-se que:

 no período compreendido entre 5/6 e 9/7 a superfície freática situou-se entre os 75 e os 100 cm de profundidade;

2)  no restante período situou-se entre os 10 e os 20 cm.

No estudo que realizou sobre o posicionamento da toalha freática no arrozal do Paúl de Magos, Pereira (1989) obteve valores médios entre 5 e 15 cm de profundidade, bastante semelhantes aos obtidos no presente estudo.

Condutividade hidráulica

            Sendo a velocidade de infiltração constante durante todo o ensaio, o seu valor é dado, cmo foi referido,por

                                   

                      

V (mm/dia) =

 (2.6 bis) 

             

No quadro III mostra-se o cálculo da velocidade de infiltração nos dois canteiros em estudo.

 

 

                   Quadro III – Cálculo da velocidade de infiltração pelo
                                   método do "canteiro infiltrómetro"

Lembrando que em solo saturado é v = K (Santos Júnior, 1987), encontrar-se-á, para valores médios da condutividade hidráulica do perfil do solo, K = 0,5 mm/dia no Paúl das Lavouras e K = 1,1 mm/dia no Paúl de Belmonte.

 

Nitratos

A pesquisa de nitratos nas águas dos canteiros deu sempre resultados nulos (Quadro IV), ou seja, em nenhuma ocasião se detectou arrastamento de nitratos nas águas de rega. Podem apontar-se algumas justificações para este facto:

   as adubações foram efectuadas em tempo oportuno (na altura em que as plantas necessitavam do azoto) e nas quantidades adequadas;

   a infiltração da água em profundidade foi praticamente nula (condutividade hidráulica do solo extremamente baixa), pelo que não é de supor a ocorrência de perdas de nitratos por lixiviação.

 

Quadro IV - Valores dos teores de nitratos obtidos nas amostras de água

 

MONTE

 

LAVOURAS

 

Data

Local

 

Data

Local

 

de

de

Nitratos

de

De

Nitratos

recolha

Recolha

 

recolha

Recolha

 

14/6

Entrada

não detect.

14/6

Entrada

não detect.

14/6

Saída

não detect.

14/6

Saída

não detect.

29/7

Entrada

não detect.

30/6

Entrada

não detect.

29/7

Saída

não detect.

30/6

Saída

não detect.

5/8

Entrada

não detect.

23/7

Entrada

não detect.

5/8

Saída

não detect.

23/7

Saída

não detect.

20/8

Profundidade

não detect.

23/8

Profundidade

não detect.

 

 

Quadro V - Valores dos teores de nitratos obtidos nas amostras de solo

PAÚL

TA

-

 

 

(ppm)

LAVOURAS

15/6

26,89

 

8/7

15,52

 

8/8

19,08

BELMONTE

15/6

35,91

 

20/7

12,05

 

8/8

15,42

 

            Os resultados das amostras realizadas com a finalidade de determinar o possível arrastamento de nitratos foram todos nulos, ou seja, não se detectou arrastamento de nitratos em ocasião alguma. Podem apontar-se algumas justificações para este facto:

a) as adubações foram efectuadas em tempo oportuno (na altura em que as plantas necessitavam do azoto) e nas quantidades adequadas;

 b)não houve saída de água dos canteiros nos dias que se seguiram às adubações, havendo desta forma tempo quer para se dar a nitrificação do azoto (aplicado na forma amídica e amoniacal), quer para este ser absorvido pelo sistema radicular da cultura;

c) a infiltração da água em profundidade foi praticamente nula (condutividade hidráulica do solo extremamente baixa), pelo que não é de supor a ocorrência de perdas de nitratos por lixiviação.

 

Conlusões

            O balanço hidrológico revelou um consumo de água de rega dentro dos valores normais para a região em que se inseria o estudo, ou seja, vale do Tejo e do Sorraia. Quanto à evapotranspiração, a Tina evaporimétrica classe A demonstra ser um auxiliar precioso na rega do arroz, podendo-se tomar os valores de evaporação registados como igualando a evapotranspiração real da cultura, sendo o coeficiente cultural algo elevado (Kc = 1,6) o coeficiente de correlação com ETo do método de Penman-Monteith.

            A percolação vertical é bastante reduzida em ambos os pauis, essencialmente devido aos valores extremamente baixos da condutividade hidráulica do solo. No cálculo desta, o método do "canteiro infiltrómetro" revela-se de grande utilidade, não só pela fidelidade dos valores que fornece, como pela simplicidade do seu uso.

            O estudo do comportamento da toalha freática demonstrou que esta se elevou rapidamente com o início da rega, visto que o solo já se encontrava muito próximo da saturação, permanecendo perto da superfície durante todo o período estudado. Os piezómetros revelam algumas insuficiências, nomeadamente quanto à capacidade de resposta em relação à subida do nível da água no seu interior. Já a sonda capacitiva pode ser um auxiliar precioso, visto que uma pequena diferença entre duas medições a profundidades contíguas pode indicar a presença do nível freático.

            A contaminação de águas superficiais e subterrâneas com nitratos é um problema que não se registou neste estudo. O movimento da água em profundidade bastante diminuto e a aplicação correcta dos adubos azotados conjugam-se para evitar este que é um dos problemas graves com que a agricultura mundial se debate actualmente.

 

NOTA: Este artigo baseia-se no Relatório de Final de Curso de Engenharia Agrícola, apresentado na Universidade de Évora pelo 1º autor, sobre o estágio efectuado na Companhia das Lezírias no ano de 1996.

 


[1] Eng. Agrícola Tomaterra – Organização de Produtores de Tomate

[2] Prof. Catedrático, Universidade de Évora

[3] Eng. Téc.Agr. Companhia das Lezírias

       [4] Outros autores chamam a este parâmetro “infiltrabilidade final”, “infiltrabilidade   base” ou ainda “infiltrabilidade estabilizada”, do solo.  

 

 

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