Nos experimentos, os pesquisadores usaram dados de uma estação meteorológica e modelos de simulação de desenvolvimento de culturas.
A produtividade da água nas lavouras de grãos pode ser 11% maior no sistema plantio direto. A descoberta é resultado de experimentos realizados 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 produtividade hídrica da soja em ambiente tropical, utilizando dados de uma estação agrometeorológica. O estudo também mostrou, na simulação, que a irrigação com mais de 60% da água disponível no solo não resultou em aumento na produtividade de grãos. Ou seja, o aumento da oferta de água para a lavoura não a fez produzir mais.
O pesquisador Alexandre Ortega, da Embrapa, explica que a economia de água registrada no plantio direto é maior porque o sistema mantém o material vegetal cobrindo o solo, o que evita perdas por evaporação e umidade para a cultura. O uso de menos água acaba favorecendo, ainda, a redução dos custos de energia do sistema de irrigação.
A produtividade da água, também conhecida como eficiência do uso da água (EUA), é a razão entre a produtividade final da cultura (grãos, frutos e folhas) e a evapotranspiração sazonal, da semeadura à colheita. Evapotranspiração refere-se à “perda” conjunta de água – ou melhor, a transferência de água para a atmosfera – causada pela evaporação do solo e transpiração das plantas.
Os resultados da pesquisa foram obtidos em campo, a partir de dois experimentos com soja realizados no sítio experimental da Esalq, em Piracicaba (SP). A primeira, em plantio convencional, e a segunda, em plantio direto com restos vegetais deixados 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 total de água 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.
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 comparado aos dados medidos em campo. O CROPGRO-Soybean é amplamente utilizado e integra a plataforma Agrotechnology Transfer Decision Support System (DSSAT) – leia sobre a plataforma e o modelo no quadro abaixo).
“A previsão de produtividade das culturas, evapotranspiração e produtividade da água são aspectos essenciais para a gestão dos recursos hídricos e a intensificação sustentável da agricultura. É um processo que visa estimar a produtividade da água e, portanto, importante para o gerenciamento eficiente da cultura. para melhorar a eficiência do uso da água”, enfatiza o pesquisador Evandro Moura da Silva, da Esalq.
Segundo Evaldo Lima, pesquisador da Embrapa, devido à posição expressiva da soja na produção de alimentos e rações, é importante realizar pesquisas que simulem, por exemplo, o crescimento, rendimento e produtividade de água para a cultura. “Nesse sentido, este estudo é relevante e serve para simular em ambiente tropical os parâmetros hídricos no sistema solo-planta-atmosfera de forma satisfatória para a cultura da soja”, afirma.
Plataforma e modelo usado
O Sistema de Apoio à Decisão Transferência de Agrotecnologia (DSSAT) é uma plataforma que auxilia na modelagem do crescimento, desenvolvimento e produtividade de uma lavoura em uma área uniforme, com base em informações fornecidas ou simuladas. em nitrogênio, carbono, água e solo. Essas informações estão associadas aos elementos meteorológicos registrados em um determinado período, que servem como dados de entrada para o modelo. Eles também são combinados com modelos de cultivo, com o objetivo de desenvolver estudos na área de manejo.
A plataforma utiliza uma função assintótica, ou seja, descreve o comportamento dos limiares diários do índice de área foliar com um coeficiente de extinção de energia da cultura, e as partições referenciam a evapotranspiração, separadamente, para evaporação e transpiração da água do solo. da cultura. Ou seja, as ferramentas são capazes de separar a evaporação da água do solo – que a planta não utiliza – da transpiração da lavoura, água que de fato entra na planta.
As ferramentas da plataforma podem determinar o índice diário da área foliar – a relação entre a área das folhas verdes e a quantidade de terra que a planta ocupa. Quanto maior o resultado dessa relação, mais área foliar 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-Milho (milho), Ceres-Sorghum (sorgo), Ceres-Rice (arroz), Ceres-Barley (cevada), Ceres-Sunflower (girassol), CROPGRO – Soja (soja).
O CROPGRO-Soybean, modelo para a cultura da soja, é capaz de descrever os principais processos biofísicos da planta, como fotossíntese; partição de biomassa; respirando; dinâmica da água; crescimento de folhas, raízes 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 da planta – e, em última análise, prevê a produtividade final em uma ampla gama de ambientes e para diferentes cenários de manejo. .
A demanda hídrica da cultura pode ser obtida como o produto da evapotranspiração de referência pelo 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
Segundo a Organização das Nações Unidas, a previsão é que a população mundial 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 de laticínios cresça, devido ao aumento da renda média per capita. Combinados, esses fatores levarão a um aumento 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 captações globais de água doce, sendo o déficit hídrico o fator mais limitante na produção agrícola. Portanto, aumentar a produtividade da água das culturas pode ajudar a reduzir o impacto negativo das chuvas sazonais instáveis e otimizar o uso da água para sistemas de cultivo irrigado. Iniciativas como essas devem contribuir para o uso sustentável da água e a produtividade agrícola, resultando em melhoria da segurança alimentar e nutricional.
autores
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, da Embrapa Meio Ambiente, e Fábio Ricardo Marin, da Esalq/USP. O resumo e o estudo completo (ambos em inglês) podem ser acessado aqui.
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