O sistema de plantio direto pode trazer 11% a mais de produtividade de água na cultura de grãos. A constatação resulta de experimentos conduzidos em São Paulo por cientistas da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq/USP), da Embrapa Solos (RJ) e da Embrapa Meio Ambiente (SP), em parceria com a Universidade da Flórida.
Os pesquisadores avaliaram a evapotranspiração e a eficiência da água na cultura da soja em ambiente tropical, utilizando dados de uma estação agrometeorológica. O estudo também mostrou, na simulação, que a irrigação acionada com mais de 60% da água disponível no solo não resultou em aumento na produtividade dos grãos. Isso quer dizer que o aumento da oferta do líquido para a cultura não fez com que ela produzisse mais.
O pesquisador da Embrapa, Alexandre Ortega, explica que a economia de água registrada no caso do plantio direto é maior porque o sistema mantém material vegetal cobrindo o solo, o que evita perdas por evaporação, e a umidade para a cultura. O uso de menor quantidade de água acaba por favorecer, ainda, a redução dos custos energéticos do sistema de irrigação.
Transpiração da planta
A produtividade de água, também conhecida como eficiência no uso de água (EUA), é a razão entre o rendimento final da cultura (grãos, frutos e folhas) e a evapotranspiração sazonal, compreendida desde a semeadura até a colheita. A evapotranspiração refere-se à “perda” conjunta de água – ou melhor, à transferência de água para a atmosfera – causada pela evaporação a partir do solo e pela transpiração das plantas.
Os resultados da pesquisa foram obtidos em campo, a partir de dois experimentos com soja conduzidos no sítio experimental da Esalq, em Piracicaba (SP). O primeiro, em plantio convencional, e o segundo, em plantio direto com resíduo vegetal deixado na superfície. Ambos utilizaram a mesma cultivar BRS 399-RR, que possui hábito de crescimento indeterminado e é classificada como grupo de maturidade 6.
Os dois experimentos também tiveram a mesma população de plantas e foram irrigados. O manejo da irrigação consistiu em atender a necessidade hídrica total da cultura. A frequência e a quantidade de água foram baseadas em um balanço hídrico suportado pela evapotranspiração de referência, calculada com variáveis meteorológicas medidas no local do experimento.
Modelo de precisão na soja
Os pesquisadores aplicaram, nos experimentos, o modelo CROPGRO – Soybean, capaz de simular com precisão a evapotranspiração da cultura da soja. O modelo forneceu boas previsões de evapotranspiração diária e cumulativa, quando comparada aos dados medidos em campo. Esse modelo é amplamente utilizado e integra a plataforma Sistema de Apoio à Decisão para Transferência de Agrotecnologia (DSSAT, na sigla em inglês).
“A previsão do rendimento das culturas, a evapotranspiração e a produtividade da água são aspectos essenciais para a gestão do recurso hídrico e a intensificação sustentável da agricultura. É um processo voltado à estimativa da produtividade hídrica e, portanto, importante para o gerenciamento eficiente da água dos sistemas de cultivo. Estimativas precisas de evapotranspiração das culturas ajudam a melhorar a eficiência do uso da água”, enfatiza o pesquisador da Esalq, Evandro Moura da Silva.
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Segundo o pesquisador da Embrapa, Evaldo Lima, devido à posição expressiva da soja para a produção de alimentos e de rações, é importante a realização de pesquisas que simulem, por exemplo, o crescimento, o rendimento e a produtividade da água para a cultura. “Nesse sentido, esse estudo é relevante e serve para simular em ambiente tropical os parâmetros de água no sistema solo-planta-atmosfera de maneira satisfatória para a cultura da soja”, afirma.
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Plataforma e modelo utilizados
O Sistema de Apoio à Decisão para Transferência de Agrotecnologia é uma plataforma que ajuda na modelagem do crescimento, do desenvolvimento e da produtividade de uma cultura em uma área uniforme, com base em informações fornecidas ou simuladas sobre nitrogênio, carbono, água e solo. Essas informações são associadas aos elementos meteorológicos registrados em determinado período, que servem como dados de entrada do modelo. São ainda combinadas aos modelos de cultura, com o intuito de desenvolver estudos na área de manejo.
A plataforma usa uma função assintótica, isto é, descreve o comportamento de limites do índice de área foliar diária com um coeficiente de extinção de energia da cultura, e as partições referenciam a evapotranspiração, separadamente, para a evaporação da água do solo e a transpiração da cultura. Ou seja, as ferramentas são capazes de particionar a evaporação de água do solo que a planta não utiliza da transpiração da cultura, água que de fato entra na planta.
As ferramentas da plataforma podem determinar o índice de área foliar diária da relação entre a área de folhas verdes e quanto a planta ocupa de espaço do terreno. Quanto maior o resultado dessa relação, mais área de folha por metro quadrado é observada e, consequentemente, mais fotossíntese e produção de matéria seca ocorrem. Dentro da plataforma DSSAT existe uma gama de modelos para diferentes culturas: Ceres-Maize (milho), Ceres-Sorghum (sorgo), Ceres-Rice (arroz), Ceres-Barley (cevada), Ceres-Sunflower (girassol), CROPGRO-Soybean (soja).
Modelo gratuito
O CROPGRO-Soybean, modelo para a cultura da soja, é capaz de descrever os principais processos biofísicos da planta, como fotossíntese; particionamento de biomassa; respiração; dinâmica da água; crescimento foliar, raiz e caule; fenologia e evapotranspiração. O modelo simula o crescimento da soja, biomassa acima do solo, tempo de eventos fenológicos – repetitivos e relacionados ao ciclo de vida das plantas – e, em última análise, prevê o rendimento final em uma ampla gama de ambientes e para diferentes cenários de manejo.
A demanda de água da cultura pode ser obtida como o produto da evapotranspiração de referência e o coeficiente da cultura, resultando na evapotranspiração estimada. Tais processos são simulados com base nos dados de entrada e nos parâmetros fisiológicos da cultura.
A Embrapa contribuiu para o desenvolvimento do modelo, que pode ser baixado gratuitamente.
Uso sustentável da água
De acordo com as Nações Unidas, a previsão é que a população global chegue a 9,7 bilhões em 2050, representando um aumento de 30% em relação ao número atual de habitantes do planeta. Ao mesmo tempo, espera-se que o consumo mundial de carne bovina e produtos lácteos cresça devido a uma maior renda média per capita. Combinados, esses fatores levarão a um acréscimo de 50% a 70% na demanda por alimentos e rações e, potencialmente, aumentarão a escassez de água em todo o mundo.
A agricultura é responsável por 70% das retiradas globais de água doce, sendo o déficit hídrico o fator mais limitante da produção agrícola. Portanto, aumentar a produtividade da água da cultura pode ajudar a reduzir o impacto negativo de chuvas instáveis na estação e otimizar o uso da água para sistemas de cultivo irrigados. Iniciativas como essas devem contribuir para o uso sustentável da água e a produtividade agrícola, resultando, em última análise, em melhor segurança alimentar e nutricional.
Os autores do estudo são Evandro da Silva, da Esalq/USP, Gerrit Hoogenboom e Kenneth Boott, da Universidade da Flórida, Alexandre Ortega, da Embrapa Solos, lotado na Embrapa Meio Ambiente, e Fábio Ricardo Marin, da Esalq/USP. O resumo e o estudo completo (ambos em inglês) podem ser acessados aqui.
