Várias áreas no Oregon, EUA, são suscetíveis de contaminação por fontes que provêem dos cultivos sob irrigação. O uso eficiente e a reutilização da água de irrigação é a chave para proteger a qualidade e a quantidade das águas subterrâneas superficiais. A salinidade do solo não é um grande problema nestas regiões
A agricultura se preocupa quase exclusivamente com o uso eficiente das
entradas de energia para obter produções máximas. Agora este enfoque mudou em
relação à gestão dos recursos para a preservação da qualidade da água e da
terra. Vários incentivos e normatividades estão reforçando esta mudança
A conservação da água é considerada como a chave para o uso eficiente. A conservação faz com que a água esteja disponível para outros usos benéficos. Enquanto que o conceito é simples, a aplicação de medidas de conservação tem um impacto na economia, nos padrões sociais e nos ajustes institucionais para a utilização da água e na natureza da nossa necessidade dela. Já que a água é necessária para a vida, as expectativas para sua substituição, que é um recurso escasso, são limitadas: seu custo não pode ser utilizado com o objetivo de racioná-la e uma política nacional poderia requerer que fosse utilizada para valores baixos, tais como a agricultura.
A irrigação é usada para ajudar no crescimento dos cultivos em áreas onde a
precipitação natural poderia ser insuficiente para cobrir as necessidades do
cultivo; utiliza-se também para causar a diminuição da variabilidade no
crescimento da colheita e da criação de gado por ano. Os sistemas de irrigação
podem ser muito caros, com custos anuais que variam de dezenas até várias
centenas de dólares americanos por hectare. Portanto, é preciso maximizar outros
aspectos para melhorar as colheitas, tais como o uso de fertilizantes e
pesticidas. Estes insumos externos trouxeram junto com eles grandes incrementos
na produção agrícola durante os últimos 50 anos, mas os insumos eram caros. A
água por si própria pode ser relativamente barata, e, conseqüentemente, o
incentivo econômico para seu uso eficiente é baixo. Entretanto, onde o custo da
água é uma proporção significativa dos custos totais de produção, a eficiência no
seu uso se torna um fator importante para a gestão de cultivos. A irrigação é
freqüentemente praticada em solos de grão médio e grosso, areias e areias
limosas, que geralmente possuem uma grande permeabilidade. A camada superior do
solo normalmente se mantém úmida sob a irrigação para uma colheita máxima e,
devido a esse fator, os cultivos desenvolvem profundidades radiculares
superficiais de
Nas áreas de Oregon onde ocorre a irrigação, a precipitação anual é de
A conexão entre a irrigação e a qualidade da água subterrânea é quase direta
através do processo de infiltração de produtos químicos solúveis sob a área
radicular. Nitratos acarretados sob a área radicular se tornam mais profundos
em pulsos durante os anos de grandes precipitações ou quando existe água
armazenada em excesso debaixo da área radicular. Os pesticidas solúveis também
podem se infiltrar. Esses pulsos podem mover a matéria solúvel a uma velocidade
média de
A irrigação em excesso em áreas áridas é usada para infiltrar o sal da área radicular. Esta porcentagem de infiltração e qualquer acréscimo de água não planejada como resultado do excesso de irrigação ou da alta precipitação alimenta a água subterrânea superficial. A elevação das lâminas de irrigação gera um problema sério na agricultura de irrigação nas áreas áridas. A salinização gradual é frequentemente o resultado do incremento nas lâminas de irrigação nas áreas onde não existe uma drenagem apropriada.
De forma ideal, a quantidade de água usada na irrigação deveria ser exatamente igual à quantidade de água evaporada e à transpiração do cultivo. Vários aspectos prácticos da irrigação de cultivos fazem disso uma meta difícil de alcançar. Essa irrigação ideal quase chega à perfeição através de gotejamento, mas não por aspersão e por sulcos e muito menos na irrigação por inundação. O uso eficiente da água pode ser obtido mediante irrigação por aspersão ou por gotejamento, mas os custos de energia dessas opções também aumentam. Grandes melhorias na eficiência estão sendo conquistadas em sistemas de irrigação por meio de sulcos.
Realizaram-se grandes colheitas nos últimos 50 anos através do uso de insumos energéticos na agricultura. O interesse atual se enfoca no incremento na eficiência. Por motivos econômicos e de qualidade do ambiente, existe hoje uma necessidade de conquistar maiores eficiências nas colheitas com menores insumos. A chave para um custo econômico e ambiental menor seria a conservação.
A eficiência na irrigação possui diferentes componentes (Tabela 1). As perdas nos sistemas de distribuição ocorrem devido às filtrações e evaporações; as perdas na aplicação da irrigação ocorrem devido aos lotes, ao vento, a evaporação e a drenagem; as perdas do solo ocorrem devido à água em excesso que o cultivo não consegue aproveitar.
1. Eficiência da condução Relação da água sustentada com a
água separada da fonte
2. Eficiência da aplicação Relação da água sustentada com a
água que chega do solo 3. Eficiência no uso da água Relação da água disponível para o
cultivo com a água aplicada no solo
A eficiência pode aumentar de diferentes maneiras. As perdas nos sistemas de distribuição podem ser evitadas mediante a utilização de tubulação ou de revestimento de canais. A eficiência na aplicação da irrigação varia com o sistema de irrigação e pode ser incrementada, por exemplo, trocando a irrigação de sulcos pela de aspersão ou pelo de gotejamento. Pode-se determinar de maneira exata as quantidades de água que o cultivo precisa.
Um fator menos óbvio na eficiência da irrigação é o efeito da variação do
solo (English, et. al.,
1986). Na Tabela 2 podemos ver um exemplo hipotético onde diferentes partes do
solo retêm diferentes quantidades de água na área radicular. Podem ser usadas
diferentes estratégias de gestão para determinar as quantidades adicionais de
água que resultam de diferentes eficiências. A média da capacidade da área
radicular é de
Uma variação adicional da irrigação mediante sulcos é a diferença que existe entre a água próxima a parte superior do sulco que se encontra úmida por um período mais longo e a que se aplica próximo ao fundo do sulco. Isso é certo inclusive para os solos uniformes e aumenta conforme o crescimento da longitude do sulco. A irrigação por “pulsações ou ondas” com um gasto maior que o necessário pode incrementar a eficiência.
O custo da água possui em prática a influência na eficiência da irrigação. Na Tabela 3 podemos ver uma comparação de duas áreas em Oregon com diferentes custos de água (Miglioretto y Warkentin, 1990). A área com um custo alto usa somente a água necessária para o uso calculado e a área com água barata utiliza 50% a mais.
|
Proporção da
área |
Capacidade da
área radicular (cm) |
Excesso de água
ou déficit da irrigação |
|
|
|
|
||
|
25 |
8 |
|
|
|
25 |
10 |
|
|
|
25 |
12 |
|
|
|
25 |
14 |
|
0 |
|
Média |
11 |
|
|
|
Média de lixiviação |
|
|
|
|
Eficiência nominal |
|
100% |
78% |
|
Eficiência real |
|
91% |
78% |
|
Localização |
Sistema de
irrigação |
Custo da água
USD/M |
Média de água
aplicada (cm) * |
Uso do cultivo
(cm)* |
|
48.7° N,177° |
Aspersão |
50 |
90 |
60 |
|
50.8°N,119° |
Pivô central ou
aspersão |
300 |
80 |
80 |
* Para feijão baio
Os modelos simples indicam que as substâncias químicas solúveis, tais como os
nitratos, irão se filtrar por debaixo da área radicular na mesma proporção em que
a água drenada será filtrada pelo solo (Jury y Nielson, 1989). Caso haja
nitrogênio disponível para um crescimento ótimo do cultivo, a perda de nitratos
será uma função linear do volume da água infiltrada. Esses modelos simples se
baseiam no pressuposto de que a solubilidade não é um fator limitante e não se
encontra
O tempo nas aplicações de nitrogênio afeta a perda por lixiviação porque esse, por sua vez, afeta, em qualquer instante, a concentração de nitratos no solo. A maior perda irá ocorrer quando todo o nitrogênio será aplicado no momento da semeadura. A qualidade da água pode ser protegida com um sistema de gestão que limita, em qualquer momento, os nitratos no solo a quantidade que o cultivo precisa.
A perda de um centímetro de água por debaixo da área radicular mediante
lixiviação poderia resultar em uma perda de
Podem-se obter ganhos na qualidade da água subterrânea e na eficiência da
irrigação caso os terrenos forem usados de forma diferente, dependendo da variação
do solo. Se a variação ocorrer em uma distância de aproximadamente
Alguma coisa da água de irrigação que se perde durante sua transferência e aplicação pode ser utilizada novamente. A reutilização é muito comum. A natureza e a quantidade da reutilização dependem das quantidades locais. A água drenada do final dos sulcos pode ser coletada e usada como fonte de irrigação para terrenos com elevações mais baixas. Os sistemas de bombeamento que coletam a água em excesso no final do terreno também são comuns. Sob determinadas condições, a água em excesso pode voltar através do fluxo natural e ser reutilizada. Cada um desses casos, a eficiência real do uso poderia ser incrementada. Entretanto, a qualidade da água diminui com freqüência, podendo limitar a sua reutilização.
Os sedimentos y os produtos químicos solúveis na água podem torná-la inapta e a interação entre a eficiência e a qualidade da água é complexa.
Um caso particular da reutilização é o uso da água subterrânea com concentrações
altas de nitratos na irrigação. Neste caso, os nitratos na faixa de
|
Conteúdo de
nitratos (mg/l,NO3-N) |
Nitrogênio *
aplicado |
Porcentagem de
nitrogênio requerido pelo cultivo |
Valor do nitrogênio (dólares americanos por Ha) |
|
5 |
35 |
18 |
8 |
|
10 |
70 |
35 |
15 |
|
20 |
140 |
70 |
30 |
|
30 |
210 |
105 |
45 |
|
50 |
350 |
175 |
45 |
* Calculado para milho com um
requerimento de 200 kg/Ha de fertilizante de nitrogênio
e uma lâmina de
Em Oregon, a Ata para a Proteção da Qualidade da Água Subterrânea está destinada a proteger, conservar e restaurar os recursos da água subterrânea. Os estudos da qualidade desse tipo de água transferem informações para uma base de dados que identificam as áreas onde a sua qualidade corre perigo. Se a água subterrânea apresentar concentrações de nitratos acima de 70% ou concentrações de outros produtos químicos acima de 50% dos níveis permitidos, a área é considerada “Área de Gestão de Água Subterrânea”. Atualmente, existem duas áreas em Oregon com fontes de contaminação. Um comitê de gestão de água subterrânea local é formado por cidadãos e usuários de água interessados na área. Eles preparam um plano de ação que mostra com detalhes a implementação voluntária de “práticas de melhor gestão” e o uso de planos de gestão das granjas individuais. O plano se baseia nas informações disponíveis de estudos de investigação, inclui monitoramento da efetividade e mostra com detalhes a investigação, a transferência das informações, a educação e projetos de demonstração necessários para concluir o plano.
Essas “práticas de melhor gestão” incluem estratégia para a eficiência na irrigação. Já que qualquer excesso de água acarretará produtos químicos solúveis por debaixo da área radicular, a eficiência na sua utilização é a chave para manter e melhorar a qualidade da água subterrânea. Essas estratégias chegam a ser os componentes dos planos de granjas individuais que detalham: os calendários para as irrigações, a nivelação dos terrenos, os sistemas de aplicação da irrigação, etc., que deverão ser efetuados para incrementar a eficiência na irrigação.
O propósito da gestão da água é de fornecê-la para usos benéficos. A quantidade necessária para conseguir isso varia de acordo com a região. Portanto, é difícil usar uma definição uniforme para áreas grandes. Entretanto, uma regulamentação geral que define o desperdício da água poderia ser complicada. Isso resulta em um desacordo sobre quanta água se desperdiça e em que quantidade; mas o abastecimento seria incrementado através da conservação.
Em Oregon, a competência pela água levou a um crescente interesse na sua conservação. A água conservada poderia ser usada em outras utilizações benéficas. Em lugares cuja precipitação não tem uma distribuição uniforme, com chuvas no inverno e períodos secos no verão, o armazenamento de água é uma necessidade. O uso da água é regulado através de uma doutrina de apropriação que permite o desvio da água em quantidades suficientes para usos benéficos. A prioridade para seu uso se baseia nos direitos da água a partir da data do enchimento. Durante o período da estiagem, os proprietários que possuem as datas mais recentes são os primeiros a sofrer a restrição usando a quantidade de água. Anteriormente, a qualidade da água não era fator preocupante para a doutrina da apropriação. A incógnita que se apresenta é se uma utilização benéfica pode permitir uma diminuição na qualidade da água.
ENGLISH, M.;
JURY, W. A. e NIELSON, D. R. (1989), Nitrate
Transport and Leaching Mechanisms. Chap
MIGLIORETTO, T. e WARKENTIN, B. P. (1990). Northern
Malheur