Refere-se a metodologias que permitem estimar a disponibilidade de água no solo em cada instante, contabilizando todas as entradas e saídas de água do perfil útil (zona radical) do solo, e assim fornece indicação sobre qual a oportunidade de rega (quando regar) e a dotação de rega a aplicar (quanto regar). O balanço hídrico utiliza informação de base que caracteriza o solo (capacidade de retenção, ascensão capilar, percolação profunda), a cultura (tipo, estádio de desenvolvimento) e a precipitação.
Com este processo, poder-se-á conhecer em cada momento o teor de água no solo e a tensão com que ela está retida neste e, assim, comparando estes valores com as características pedológicas da parcela (capacidade de retenção de água no solo), ajuizar da data e volume de água a aplicar.
De acordo com Hillel (1980), o conhecimento do balanço hídrico do solo na zona explorada pelo sistema radical das culturas é fundamental para uma boa gestão da água em regadio e, consequentemente, da fertilização. Para a realização do balanço hídrico é necessário conhecer os processos de transferência e de retenção da água no solo. O balanço consiste na aplicação da lei da continuidade a um prisma de solo de área unitária e cuja altura, em cada instante, é igual à profundidade radical. A Figura 2.1 ilustra
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19 esquematicamente todas as entras e saídas de água no perfil do solo explorado pelo sistema radical da cultura.
Figura 2.1 Balanço hídrico do solo no perfil explorado pelo sistema radical da cultura
(Fonte: Allen et al, 1998)
O balanço hídrico do solo relativo a um período de tempo i, pode ser expresso pela equação 2.2:
i i i i i i i
Dr
P
RO
I
CR
ETc
DP
Dr
=
−1−(
−
)
−
−
+
+
(2.2)
onde: Dr,i, Défice de água na zona radical do solo no final do período de tempo, i (mm); Dr, i-1, Défice de água na zona radical no final do período anterior, i-1 (mm); Pi, precipitação no período i (mm); ROi, escorrimento superficial no dia i (mm); Ii, dotação líquida de rega no dia i que infiltra no solo (mm); CRi, ascensão capilar proveniente da toalha freática no tempo i (mm); ETc,i, evapotranspiração da cultura no período i (mm); DPi, perdas de água por percolação profunda no tempo i (mm).
Para iniciar o balanço hídrico do solo é necessário estimar o défice inicial Dr, i-1, através da monitorização direta dos teores de água no solo. Depois de ocorrer um episódio de precipitação ou uma rega e assumindo que a disponibilidade de água na zona radical está próxima da capacidade de campo, o valor de Dr, i-1 é aproximadamente zero.
Relativamente aos parâmetros P (precipitação), RO (escorrimento superficial) e I (rega), as precipitações inferiores a 20% do valor de ETo, são normalmente evaporadas na sua totalidade, podendo ser ignoradas no cálculo do balanço hídrico. O escorrimento superficial verificado aquando da ocorrência de precipitação pode ser estimado utilizando os procedimentos enunciados em USDA (Soil Conservation Service). A rega equivale à quantidade média de água aplicada que é retida no perfil útil do solo.
A ascensão capilar (CR), é a quantidade de água proveniente da toalha freática que fica à disposição do sistema radical das culturas, dependendo do tipo de solo, profundidade da toalha freática e teor de água na
CC CE LRO PERDAS POR ESCORRIMENTO ASCENSÃO CAPILAR
EVAPOTRANSPIRAÇÃO REGA E PRECIPITAÇÃO
SATURAÇÃO
PERCOLAÇÃO PROFUNDA DEPLEÇÃO
RFU RU
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20 zona radical. Assume-se que CR é zero quando o nível freático se encontra a mais de um metro abaixo da zona radical.
O cálculo da Ascensão Capilar, faz-se considerando que na zona de rendimento ótimo é nula, e na zona de carência hídrica é inversamente proporcional ao teor de água no solo (R), atingindo o seu valor máximo (potencial de ascensão capilar, G) quando o teor de água no solo é igual ao coeficiente de emurchecimento permanente (CE).
Nesta condição, a equação que permite, em cada instante, calcular CR em função de R, quando R<LRO é:
R LRO
G G
CR= − . (2.3)
A dotação da rega aplicada traduz a quantidade de água aplicada à cultura, tendo em conta o valor da eficiência do método de rega utilizado.
Relativamente à evapotranspiração (ETc), quando o défice de água no solo é menor que o valor da RU do solo, o valor da evapotranspiração cultural é considerado máximo, sem que ocorram problemas de stress hídrico, quando o défice de água no solo é maior que o valor da RU do solo, então a evapotranspiração da cultura é reduzida e o valor de ETc é estimado em função do Ks.
A percolação profunda (DP), ocorre quando a disponibilidade de água na zona radical excede a capacidade de campo. Caso o teor de água na zona radical se encontre abaixo da capacidade de campo, não existe drenagem no solo e DPi será zero.
A condução da rega durante uma campanha é feita com base na informação fornecida pelo balanço diário da água no perfil útil do solo, planeando as dotações e a oportunidade de rega. Devendo-se aplicar no momento exato e em quantidade estritamente necessária ao pleno desenvolvimento das culturas, evitando a ocorrência de stress hídrico. Quando a disponibilidade de água no perfil útil do solo desce abaixo da reserva facilmente utilizável do solo, é necessário regar. Por outro lado, deve-se praticar dotações que evitem as perdas por percolação profunda, dotações nunca superiores ao défice de água no solo verificado (no momento) antes da rega.
A equação do balanço hídrico verifica-se em todas as metodologias de gestão da rega. Incluem-se neste grupo de metodologias os modelos de condução ou programação da rega que, com base em séries temporais de informação meteorológica, permitem estimar o calendário para uma campanha de rega, em função dos dados do solo, cultura e método de rega. Existe ainda outros modelos que permitem fazer a condução da rega em tempo real, com base numa atualização dia a dia dos parâmetros meteorológicos e culturais e das dotações de rega. Neste contexto, podemos referir os modelos desenvolvidos por Teixeira (1992), ISAREG e RELREG, modelo computorizado para a programação e gestão da rega em tempo real, respetivamente; e os modelos desenvolvidos pela FAO, como o CROPWAT.
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