BALANÇO HÍDRICO EM CULTURA DE AVEIA FORRAGEIRA DE INVERNO NA REGIÃO DE SÃO CARLOS-SP

BALANÇO HÍDRICO EM CULTURA DE AVEIA FORRAGEIRA DE INVERNO NA REGIÃO DE SÃO CARLOS-SP

O.O.S. BACCHI^1,5; R. GODOY^2,5; L.FANTE Jr⁴,6 ; K. REICHARDT^1,3,5

¹Centro de Energia Nuclear na Agricultura/USP, C.P. 96, CEP: 13400-970 - Piracicaba, SP. ²Centro de Pesquisa de Pecuária do Sudeste-CPPSE/EMBRAPA, C.P. 339, CEP: 13560-970 - São Carlos, SP.

³Depto. de Física e Meteorologia-ESALQ/USP, C.P. 9, CEP: 13418-900 - Piracicaba, SP.

⁴Pós-graduando junto ao CENA/USP.

⁵Bolsista do CNPq.

⁶Bolsista da FAPESP.

RESUMO: O trabalho trata da determinação do balanço hídrico de uma cultura de aveia forrageira de inverno (variedade São Carlos), cultivada sob condições de irrigação por aspersão, com o objetivo de obter informações básicas sobre seu comportamento sob regime de irrigação e de sua demanda hídrica para a região de São Carlos, SP. Os resultados de produtividade da cultura e dos balanços hídricos sob duas condições de disponibilidade hídrica no solo dão indicações de que o menor nível de disponibilidade de água no solo, correspondente a um potencial mátrico mínimo de -20Kpa à 20cm de profundidade, já é suficientemente satisfatório para garantir as máximas produtividades da cultura nas condições locais de solo e clima.

Descritores: balanço hídrico, evapotranspiração, aveia forrageira, aveia, Avena byzantina

WATER BALANCE FOR A FORRAGE OAT WINTER CROP IN THE REGION OF SÃO CARLOS, SP, BRAZIL

ABSTRACT: The aim of this experiment was to perform a water balance for a forrage oat winter crop (variety São Carlos) cultivated under sprinkler irrigation condition. The main objectives were to obtain basic information about the crop behavior under irrigation and the crop water requirement for the region of São Carlos, SP, Brazil. Crop yield and water balance results under two soil water availability levels gave indications that the lower level of soil water availability, indicated by a minimum matric potential of -20Kpa at the 20cm depth, is sufficient to provide conditions for highest yield under these soil and climate conditions.

Key Words: Water balance, evapotranspiration, forrage oat, oat, Avena byzantina

INTRODUÇÃO

A variedade de aveia forrageira São Carlos foi lançada pelo Centro de Pesquisa de Pecuária do Sudeste - CPPSE/EMBRAPA, em 1990, então Unidade de Execução de Pesquisa de Ambito Estadual de São Carlos - UEPAE de São Carlos/EMBRAPA, como resultado de trabalho de avaliação e seleção de linhagens de aveia, para produção de forragem, efetuado em parceria com a Universidade de Passo Fundo, RS. De acordo com Godoy et al. (1990) o material é proveniente de seleção efetuada nos Estados Unidos, em Kansas, em material da variedade Cherokee (Avena byzantina Koch) que foi identificada como Cherokee 58-2. Foi introduzida no Brasil sob a denominação de UPF 79S115 e testada em São Carlos a partir de 1985. Segundo Godoy & Batista (1990), no processo de seleção esta linhagem apresentou produções médias de 2871 kg/ha no primeiro corte, e de 5553 kg/ha no segundo corte, com teores de proteina bruta de 24,95% e 12,79%, respectivamente. Estes cortes foram efetuados aproximadamente aos 60 e 130 dias após o plantio. Sua produção média total anual foi 23% superior a da aveia preta comum, principal forrageira de inverno utilizada na região. Por outro lado, além de suas qualidades forrageiras, possui razoável capacidade de produção de sementes. Segundo Godoy & Batista (1992), sua produtividade é, em média, em São Carlos, 700 kg/ha, permitindo a produção comercial local de sementes, o que não ocorre com a aveia preta comum, que produz, em média, apenas pouco mais de 200 kg/ha de sementes. Além disso, apresenta bom valor nutritivo, tendo apresentado ganhos significativos na produção de leite em vacas mestiças quando submetidas à dieta complementar com essa forragem. (Rodrigues et al., 1995).

O conhecimento da demanda hídrica de forrageiras de inverno como a aveia forrageira é fundamental para sua produção racional nas condicões climáticas da região sudeste , onde seu cultivo está condicionado ao emprego de irrigação complementar. É especificamente importante no caso da variedade São Carlos, para a qual pouco se conhece a respeito dada a sua recente introdução no mercado. Na literatura encontram-se apenas alguns trabalhos correlatos desenvolvidos com outras variedades de aveia. No Brasil, por exemplo, trabalhando com aveia preta ( Avena strigosa, Schreb), Ferreira et al. (1991) avaliaram a evapotranspiração da cultura em lisímetro e encontraram valores da ordem de 1mm/dia para a fase inicial do desenvolvimento (1 à 10 dias ) e de 4mm/dia para a fase de pleno desenvolvimento vegetativo (51-60 dias), com produções de matéria seca em torno de 4 t/ha.

Outros trabalhos, como os de Shukla et al. (1988) e Rambir et al. (1991), desenvolvidos na India, com outras variedades de aveia, indicam demandas hídricas variáveis em função das variedades, sendo apresentados valores de Kc (coeficiente de cultura) entre 0,8 até 1,1. Quanto à profundidade de exploração radicular e extração de água do solo por essas variedades, há indicações de que o maior consumo ocorre na camada de 0-15 cm, região de maior densidade radicular (Shukla et al.,1990), como também há indicações de que o consumo de água está bastante relacionado à profundidade das raízes (Ehlers et al.,1991).

Bacchi et al. (1994) desenvolveram os primeiros estudos sobre a demanda hídrica da variedade São Carlos de aveia forrageira, tendo utilizado uma sonda de nêutrons para o monitoramento das variações de armazenamento de água no solo. O presente trabalho foi conduzido sob as mesmas condições estabelecidas por Bacchi et al.(1994) e teve por objetivo complementar e aperfeiçoar as informações anteriormente obtidas, referentes a demanda hídrica daquela variedade de aveia, tendo sido incluída no balanço hídrico a avaliação da enxurrada. As avaliações de armazenamento de água no solo foram, desta vez, efetuadas diariamente através dos dados de tensiômetros.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram estabelecidos dois tratamentos referentes à níveis de disponibilidade de água no solo na camada de 0-60cm:

Tratamento 1 - Manutenção de um mínimo de 50% da AD (Água Disponível), correspondendo a uma umidade volumétrica média nessa camada de solo de 37%, ou 220mm de armazenamento de água até a profundidade de 60cm. Com base nas curvas características de retenção de água do solo em estudo, estimou-se que a manutenção desse nível mínimo de disponibilidade de água seria garantida através de irrigações sempre que os potenciais mátricos a 20cm de profundidade atingissem o valor mínimo de -20Kpa. Atingido esse nível mínimo de disponibilidade de água, a parcela referente a esse tratamento receberia 27mm para reposição da água consumida retornando o solo à condição de capacidade de campo (247mm).

Tratamento 2 - Manutenção de um mínimo de 80% da AD, ou 39% de umidade média na camada, ou 235mm de armazenamento de água até a profundidade de 60cm. Da mesma forma que no tratamento 1, estimou-se que a manutenção desse nível mínimo seria garantida através de irrigações sempre que os potenciais mátricos a 20cm de profundidade atingissem o valor mínimo de -15Kpa. Atingido esse nível mínimo de disponibilidade de água, a parcela referente a esse tratamento receberia 12mm para reposição da água consumida retornando o solo à condição de capacidade de campo (247mm).

Os tratamentos foram aplicados a duas parcelas de 20m x 100m, com espaçamento entre linhas de 20cm, plantada com aproximadamente 300 sementes aptas por m². O monitoramento das condições hídricas do solo foi feito diariamente através de leituras dos potenciais da água no solo, por meio de 5 conjuntos de tensiômetros em cada parcela, instalados nas profundidades de 20, 40, 50 e 70 cm e, a cada 10 dias, através do cálculo do armazenamento de água no perfil do solo na camada de 0-60cm. Os procedimentos adotados referentes ao uso de tensiômetros são apresentados com maiores detalhes no trabalho de Reichardt (1987).

Dez pluviômetros em cada parcela, instalados ao longo da linha de aspersores, indicaram as quantidades de água aplicadas em cada irrigação e permitiram avaliar a uniformidade da distribuição da água pelo sistema. As quantidades de água aplicadas em cada irrigação foram também estimadas pelo tempo de funcionamento do sistema de irrigação que fornece uma lâmina média de 0,22mm/min. A precipitação pluviométrica foi avaliada por pluviômetro instalado no posto meteorológico do CPPSE situado próximo à área experimental. Em cada parcela foi instalado um sistema coletor de enxurrada com área de captação de 18m² (2x9m) com sua maior dimensão cortando a pendente do terreno.

A semeadura da aveia foi feita no dia 15/05/95 e a emergência ocorreu no dia 23/05/95. Foram efetuadas avaliações do desenvolvimento da cultura, de produção de forragem em dois cortes e da produção de sementes na rebrota. Foram efetuadas amostragens para avaliação da altura das plantas, produção de matéria seca (MS) em dois cortes, aos 60 e 120 dias após o plantio. Em cada corte foi determinado o teor de proteína bruta (PB) das amostras. A produção de sementes foi avaliada, em ambos os tratamentos, em áreas que haviam sido submetidas apenas ao primeiro corte. Após a colheita, as sementes foram desaristadas e determinou-se o peso de mil sementes (PMS).

Os balanços hídricos da cultura, submetida aos dois regimes de irrigação, foram feitos para a camada de solo de 0-60cm no período de 06/06/95 à 08/11/95, em intervalos de aproximadamente 10 dias. O modelo matemático que exprime o referido balanço é dado pela seguinte equação:

(1)

onde DA₆₀ é a variação do armazenamento de água no perfil do solo na camada em estudo (0-60cm), entre duas datas de medida consecutivas t_i e t_j ; P é a precipitação pluviométrica no período; I é o total de água aplicado por irrigação no período; R é a enxurrada ; D₆₀ é a drenagem profunda no período ou perda de água abaixo do alcance do sistema radicular (perda de água abaixo de 60cm de profundidade no experimento em questão); AC₆₀ é a ascenção capilar no período (ganho de água na camada de 0-60cm por ascenção capilar, proveniente de camadas mais profundas) e ET é a evapotranspiração no período, todos expressos em mm.

As estimativas dos armazenamentos (A₆₀) foram feitas diariamente com base nas médias das leituras dos tensiômetros localizados a 10, 20, 40 e 50 cm de profundidade, convertendo-se os dados de potenciais mátricos para valores de umidade volumétrica por meio de curvas de retenção, específicas para cada profundidade, determinadas em laboratório.

Para a estimativa dos componentes D₆₀ e AC₆₀ é necessário que se conheça a condutividade hidráulica do solo no limite inferior da camada em estudo (60cm no presente estudo), tendo sido conduzido na área experimental um experimento paralelo com essa finalidade, conforme descrição em Reichardt (1987). As equações de K(q) assim determinadas e utilizadas no presente trabalho são apresentadas em Bacchi et al.(1994).

A estimativa de D₆₀ e AC₆₀é feita pela integração da equação de Darcy, no período considerado:

(2)

onde K(q) é a condutividade hidráulica do solo na profundidade de 60 cm e ¶Y/¶z o gradiente de potencial hidráulico na mesma profundidade. O gradiente foi avaliado por diferenças finitas, pelos pares de tensiômetros instalados à 50 e 70 cm de profundidade.

Uma vez determinados todos os componentes da equação (1), os valores de ET para cada período foram estimados por diferença.

RESULTADOS, DISCUSSÃO E CONCLUSÕES

Manutenção dos níveis mínimos de disponibilidade de água: Ao final do experimento foram efetuados os cálculos dos armazenamentos de água diários, com base nas leituras dos tensiômetros às diferentes profundidades e respectivas curvas de retenção, tendo sido obtidas as seguintes condições de disponibilidade de água nos dois tratamentos:

Tratamento 1 - O critério pré-estabelecido levou o tratamento 1 à condição de mínima disponibilidade de água correspondente a um valor de 66% da CAD(valor ligeiramente superior aos 50% pretendidos), tendo esse valor ocorrido 17 vezes durante os 155 dias de observação. Em termos médios, durante o período irrigado, esse tratamento foi mantido com um nível médio de disponibilidade de água em torno de 85% da CAD.

Tratamento 2 - O critério pré-estabelecido levou o tratamento 2 à condição de mínima disponibilidade de água correspondente a um valor de 80% da CAD (em concordância com o valor pretendido), tendo esse valor ocorrido 31 vezes durante os 155 dias de observação. Em termos médios, durante o período irrigado, esse tratamento foi mantido com um nível médio de disponibilidade de água em torno de 91% da CAD.

Balanços Hídricos: Nas TABELAS 1 e 2 são apresentados os dados referentes ao balanço hídrico para as parcelas dos tratamentos 1 e 2, respectivamente, e na figura 1 são apresentados os gráficos referentes as evapotranspirações médias diárias para os dois tratamentos durante as diferentes fases do ciclo da aveia.

Figura 1
- Evapotranspiração média diária nas diferentes fases do ciclo da aveia nas parcelas dos tratamentos 1 e 2.

Como se observa, as diferenças entre as evapotranspirações nos dois tratamentos são muito pequenas e mostram a mesma tendência ao longo do ciclo da cultura, indicando coerência nas suas estimativas.

Analisando-se os totais nas TABELAS 1 e 2, verifica-se que o tratamento 1 recebeu cerca de 41mm a mais de irrigação que o tratamento 2 e a evapotranspiração total estimada para os 155 dias de ciclo foi cerca de 37mm superior no tratamento 1. As componentes D (drenagem profunda), AC(ascenção capilar) e R (enxurrada) foram praticamente desprezíveis em ambos os tratamentos.

Dado o alto nível de disponibilidade de água no tratamento 2, é de se esperar que a produtividade nele obtida esteja muito próxima da máxima para as condições locais e uma vez que não foram observadas diferenças significativas na produção das plantas entre os tratamentos, pode-se dizer que as condições efetivamente mantidas no tratamento 1 são igualmente satisfatórias para se garantir a máxima produtividade. Para o sistema de cultivo dessa forrageira, adotado no presente experimento, em dois ciclos de produção de forragem, o primeiro com aproximadamente 60 dias e o segundo com 120 dias, o consumo de água pela planta é de cerca de 240 e 450mm, respectivamente, com uma média de consumo diário da ordem de 4mm. Valores de pico dessa demanda foram observados, respectivamente, aos 40 dias após o plantio e entre 30 e 60 dias após o corte, atingindo valores da ordem de 5 e 6 mm/dia. Conforme pode-se observar na figura 1, a evapotranspiração atinge os mínimos valores no segundo ciclo ao se completar o florescimento das plantas. Após o florescimento e secamento das plantas ocorreu um início de rebrota das plantas já acamadas, o que pode explicar o posterior aumento da evapotranspiração nos últimos 20 dias de observação antes do corte final.

Quanto ao critério indicador da frequência de irrigação e consequentes valores das lâminas de cada irrigação, os resultados do presente trabalho não devem ser considerados como conclusivos, uma vez que condições mais restritivas quanto à disponibilidade hídrica não foram testadas. A disponibilidade hídrica média no tratamento 1, de 85% da CAD, com mínimos de 66% da CAD, correspondentes à valores de -20 Kpa de potencial mátrico à 20cm de profundidade, pode ser considerada muito elevada em termos práticos e econômicos. Futuros trabalhos devem ser conduzidos, incluindo-se tratamentos com níveis inferiores de disponibilidade hídrica, através dos quais se possa levantar as curvas de resposta da planta. Uma análise econômica poderá então definir os critérios acima mencionados.

Desenvolvimento e produção da planta: A TABELA 3 mostra os resultados médios obtidos nas avaliações agronômicas. A análise de variância desses dados não revelou diferenças estatísticas entre os tratamentos utilizados, ao nível de 5% de probabilidade, para nenhum dos parâmetros. Entretanto, verifica-se, pela primeira avaliação de número de plantas por metro linear (N^oplt/m), que o número de sementes aptas por metro linear foi inferior ao pretendido, principalmente no caso do tratamento 80%CAD, e que isto provavelmente levou as plantas desta parcela a terem maior perfilhamento. Por ocasião da primeira avaliação de produção de matéria seca, as plantas de ambos os tratamentos tinham alturas e teores de proteína bruta praticamente idênticos, e produções de forragem relativamente baixas, provavelmente ocasionado por número de plantas inferior ao ideal. O mesmo ocorreu por ocasião do primeiro corte, 55 dias após a emergência, quando a média do experimento foi inferior à relatada por Godoy & Batista (1990), de 2871 kg/ha. A boa capacidade de rebrota da cultivar fez com que as produções obtidas no segundo corte fossem semelhantes às relatadas por aqueles autores, de 5553 kg/ha. Verifica-se que, no segundo corte, o tratamento 80%CAD parece ter sido mais favorável às plantas, pois proporcionou produção de forragem aproximadamente 10% superior, embora sem diferença estatística.

Nenhum dos tratamentos influenciou a produção de sementes ou o peso de mil sementes. A produção de sementes parece ter sido prejudicada pelo corte efetuado, pois foi sensivelmente inferior a relatada por Godoy & Batista (1992) para esta cultivar, de 701 kg/ha, sem ter sido submetida a corte.

Recebido para publicação em 20.12.95

Aceito para publicação em 30.01.96

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  26 Fev 1999
• Data do Fascículo
  Jan 1996

Histórico

• Aceito
  30 Jan 1996
• Recebido
  20 Dez 1995