Por Luis Roberto Heinen, Engenheiro Agrônomo e Taciara Zborowski Horst Heinen, Engenheira Florestal e mestre em ciência do solo.
Veja como o monitoramento de umidade de solo e manejo de irrigação podem garantir o retorno econômico do negócio agrícola.
A umidade do solo pode ser entendida como um valor que determina a quantidade de água em uma determinada porção conhecida de solo, podendo ser expressa como uma porcentagem ou água pelo peso ou volume dele. Entretanto, nem toda água no solo está disponível para o consumo das plantas. Uma fração dessa água fica tão intimamente ligada às partículas de solo, que as raízes não têm capacidade de absorvê-la. Chamamos de potencial de umidade do solo ou tensão de umidade do solo, o grau em que a água se segura à ele. Ela é expressa em unidades de pressão e, geralmente, quanto mais fina as partículas do solo (solo mais argiloso), com mais força a água ficará retida, e quanto mais seco for o solo, mais água ele absorverá inicialmente. No geral, quanto mais bem estruturado o solo, maior a capacidade de retenção de água.
A água disponível da planta será então a diferença entre a quantidade máxima de água que o solo pode conter e o ponto no qual a planta não pode extrair mais água do solo. Para conhecer os limites a partir dos quais a água está disponível para as plantas, calculamos a curva de retenção de água. Com base nela, e nos dados do conteúdo de água disponível, é que o plano de irrigação é elaborado.
Mas como medir a umidade do solo?
Existem diversas formas de medir a umidade do solo. Algumas mais simples, outras mais robustas. Uma estimativa dela pode ser observada pelo próprio agricultor através da análise visual da saturação da água no campo, ou seja, o simples amassar de um punhado de solo pode ajudá-lo a perceber o nível de umidade através do tato. Essa estimativa, porém, é totalmente subjetiva. Experimentalmente, a forma direta e mais precisa de medir a quantidade de água contida no solo é através da coleta e análise das amostras em laboratório. O método, chamado de gravimétrico, assume que o conteúdo de água de uma amostra é a diferença entre seu peso úmido e seco. Apesar de relativamente simples, é extremamente preciso e, por isso, é utilizado para fazermos diversas inferências entre solo e água, mas especialmente para obter as curvas de retenção de água, a partir da qual se definem os limites inferior e superior de água disponível. Entretanto, por depender exclusivamente da atividade laboratorial, é uma análise demorada e destrutiva, com timing de ação restrito.
A necessidade de dados de umidade em tempo real têm motivado a pesquisa e o desenvolvimento de sensores de solo que obtêm estes dados de forma indireta. Ainda no campo, sensores de solo são enterrados e transformam os dados de umidade do solo em grandezas do domínio da eletricidade. A análise de laboratório é realizada uma única vez, para estabelecer os parâmetros da curva de retenção e, depois disso as medidas são tomadas em diferentes profundidades, várias vezes ao dia pelos sensores, garantindo um monitoramento contínuo. O foco destes sensores é monitorar a umidade do solo com baixo custo, através de sistemas automatizados, com exatidão das medições e adequação aos propósitos da aplicação, que permitam repetição no espaço e no tempo de forma prática e segura. Essas características têm trazido grandes benefícios no manejo da irrigação na agricultura.
Dentre os sensores indiretos que cumprem essas promessas estão os sensores de capacitância e os sensores de constante dielétrica. Os sensores de capacitância medem a tensão do solo, potencial de água do solo. O mais comum deles é o tensiômetro, que apesar de ser barato, tem capacidade limitada para identificar teores de água muito baixos, mas ainda disponíveis às plantas. Ou seja, ele pode indicar estresse hídrico antes do necessário. Outro exemplo é o Watermark que estima o potencial através de uma resistência elétrica. É um sensor barato, de fácil instalação e manuseio, que supera as desvantagens do anterior. Dentre os sensores de constante dielétrica do solo estão o FDR (reflectometria no domínio de frequência) e TDR (reflectometria no domínio do tempo), que medem a refletância e tempo de deslocamento de um pulso eletromagnético aplicado. Ambos são métodos não destrutivos, com possibilidade de automação, simples e fáceis de instalar e usar. Entretanto, necessitam de calibração, e tem um custo relativamente elevado. Cabe salientar que, independente do sensor, há uma série de cuidados a serem tomados para garantir estimativas confiáveis, como instalar o sensor em um local representativo da paisagem em termos de solo e relevo e garantir o contato entre sensor e solo.
Como a umidade do solo pode ser útil no Monitoramento de Culturas Agrícolas?
Monitorando a umidade do solo é possível prevenir a escassez de água no campo. Para isso, indicadores de umidade atmosférica juntamente com a umidade do solo são utilizados para identificar tanto o momento ideal de irrigação, quanto a quantidade de água a ser aplicada. Para que os agricultores obtenham informações suficientes sobre os aspectos acima listados, os sensores são indispensáveis. Por exemplo, épocas de calor intenso, e/ou períodos longos de estiagem, ocasionam seca no solo, especialmente em camadas superficiais. O monitoramento da umidade do solo em tempo real possibilita a identificação imediata de umidades críticas para cada cultura, em diferentes profundidades. Quando o nível de umidade do solo está abaixo do limite estabelecido para determinado solo, é possível, não só ativar o sistema de irrigação e estabelecer os limites de umidade suficiente, como também identificar se a quantidade de água aplicada se mantém em um nível satisfatório ao longo do tempo. Esse monitoramento de cultivos, que alia informação sobre planta, solo, água e atmosfera, permite que os especialistas tomem decisões confiáveis e seguras que garantam que as safras sejam bem sucedidas, minimizando os riscos de produção associados ao clima.
A umidade do solo se relaciona diretamente com seu comportamento físico, o que torna possível identificar níveis de umidade em que o tráfego agrícola deve ser evitado, chamada de janela de manejo. Esse nível de umidade depende da textura (quantidade de areia, silte e argila), bem como da estrutura do solo. Identificá-lo é essencial para práticas agrícolas eficientes que pressupõem evitar o tráfego de máquinas em solo excessivamente úmido que resulta em compactação e outros danos estruturais ao solo, que por vezes podem ser irreversíveis. Com sensores de umidade é possível também determinar a janela ideal de semeadura e garantir que a umidade do solo seja alta o suficiente para proporcionar a germinação e o adequado desenvolvimento inicial das culturas. E, por fim, mas não menos importante, o monitoramento da umidade do solo é uma questão de segurança agrícola. Sempre que a umidade é inferior ao limite estabelecido para uma cultura em determinado solo, um alerta é emitido. Isso possibilita um acompanhamento em tempo real e uma garantia do potencial produtivo da cultura. Os dados obtidos ajudam a manter a umidade do solo necessária durante todo ciclo de cultivo e, como tal, conduzem a resultados de colheita eficientes.
Esteja preparado para o que vem por aí!
Recentemente, o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE) do Brasil indicou que será necessário uma articulação institucional, não limitada ao setor elétrico brasileiro, para garantir a segurança do suprimento de energia elétrica em 2021 com o agravamento da crise hídrica e o baixo nível de reservatórios das usinas hidrelétricas. A iniciativa tem como objetivo garantir a preservação do uso da água nas bacias dos rios Grande e Paraná, durante o período de seca deste ano. O CMSE ressaltou que a falta de chuvas nos próximos meses, especialmente no Sudeste e Centro-Oeste do Brasil, resultará nos piores índices de chuva para o Sistema Interligado Nacional em 91 anos de histórico do Operador Nacional do Sistema Elétrico . O Sistema Nacional de Meteorologia classificou como “severa” a situação dos estados de Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Goiás, São Paulo e Paraná, com previsão de pouco volume de chuva para o período. São justamente os estados da bacia do Rio Paraná, que abastecem o reservatório de Itaipu Binacional, Furnas e pelo menos outras seis grandes usinas hidrelétricas, que são protagonistas brasileiras de produção energética. Pela primeira vez em 100 anos, foi emitido um Alerta de Emergência Hídrica de serviços meteorológicos no país.
Eventos climáticos extremos como os previstos para esse ano se tornarão cada vez mais frequentes. Nesse cenário, o monitoramento da umidade do solo é uma eficiente estratégia eficiente do manejo de irrigação para evitar quebras de safra e evitar o desperdício de água. A moderna tecnologia de monitoramento automático da umidade do solo, juntamente com outros dados como, o tipo de cultura, a etapa de desenvolvimento da planta e condições climáticas, serão indispensáveis para a governança, em uma prática agrícola economicamente viável e ecologicamente correta. Somente assim será possível afirmar o compromisso de conservação da natureza e com o retorno econômico do negócio agrícola, através da redução de consumo de recursos hídricos e melhora nos níveis de produção. Isso é a tecnologia tornando o cenário agrícola cada vez mais robusto e adequado às capacidades produtivas do solo e da vida.
Fontes:
BERNARDO, S; MANTOVANI, E.C; SILVA, D.D; SOARES, A.A. Manual de Irrigação. Viçosa: Editora UFV, 2019.
CARLESSO, R. Água no Solo: Parâmetros para dimensionamento de sistemas de irrigação. Santa Maria, Universidade Federal de Santa Maria, 2000.
VAN LIER, Q. Física do solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2010.
MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA, CMSE avalia em reunião extraordinária condições de atendimento ao Sistema Interligado Nacional. Brasília; disponível em https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/noticias/cmse-avalia-em-reuniao-extraordinaria-condicoes-de-atendimento-ao-sistema-interligado-nacional-sin. Acesso em 06/2021.
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