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Scientia Agricola

On-line version ISSN 1678-992X

Sci. agric. vol. 55 n. 3 Piracicaba  1998

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-90161998000300018 

EFEITO DE ÉPOCAS DE DEFICIÊNCIA HÍDRICA NA EVAPOTRANSPIRAÇÃO ATUAL DA CULTURA DO FEIJÃO cv. IMBABELLO

 

A.M. CALVACHE1; K. REICHARDT2,3,4; O.O.S. BACCHI3,4
1Universidad Central del Ecuador, C.P. 2520, Quito, Ecuador.
2Depto. de Física e Meteorologia-ESALQ/USP, C.P. 9, CEP: 13418-900 - Piracicaba , SP.
3Laboratório de Física do Solo-CENA/USP, C.P. 96, CEP: 13400-970 - Piracicaba , SP.
4Bolsista do CNPq.

 

 

RESUMO: O presente trabalho teve por objetivo identificar os estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água no solo, nos quais a irrigação pode ser omitida sem um significativo decréscimo na evapotranspiração, para melhor definir práticas de irrigação em situação de água escassa. O experimento foi realizado em um solo franco arenoso (Typic Haplustoll), em Tumbaco-Pichincha, Equador, entre julho e novembro de 1994, região caracterizada por um clima temperado e seco (temperatura média anual de 16ºC, umidade relativa média do ar 74% e chuva de 123 mm durante o peláodo do experimento). Sete regimes de irrigação foram utilizados, incluindo irrigação ótima durante todo o ciclo, irrigação deficiente durante todo o ciclo, irrigação tradicional da região, deficiência lúdrica no período vegetativo, na floração e formação de vagens, no enchimento de vagens e na maturidade. As parcelas experimentais foram de 33,6 m2 (8 linhas de 7 metros de comprimento, distantes entre si 0,6 m) com uma população de 120.000 plantas/ha. Os tratamentos de irrigação foram aplicados depois da germinação uniforme das sementes e estabelecimento da cultura. A umidade do solo foi monitorada com sonda de nêutrons, até a profundidade de 50 em, 24 horas antes e depois de cada irrigação. A evapotranspiração atual da cultura foi estimada pela técnica do balanço hídrico. Da análise dos resultados obtidos, concluiu-se que a deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro. Nesta fase a eficiência de uso de água pela planta (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa. Deficiência de irrigação no estádio vegetativo não reduziu a produtividade, permitindo uma economia de água de 30%.
Descritores: eficiência de uso de água, feijoeiro, Phaseolus vulgaris, balanço hídtico, sonda de neutrons

 

EFFECT OF WATER DEFICIT AT DIFFERENT GROWTH STAGES OF COMMON BEAN (Phaseolus iulgaris L. cv. IMBABELLO) ON ACTUAL EVAPOTRANSPIRATION

ABSTRACT: The objective of this paper was to identify specific growth stages of the common bean crop at which the plant is less sensitive to water stress, in which irrigation could be omitted without significant decrease in evapotranspiration, in order to better define irrigation management practices for farmers. The field experiment was conducted at "La Tola" University Experiment Station, Tumbaco, Pichincha, Ecuador, on a sandy loam soil (Typic Haplustoll), the climate being tempered and dry (mean air temperatura 16ºC and mean relative humidity, 74%) and 123 mm of rain-fall were recorded during the cropping period (July to November, 1994). Seven irrigation regimes were used, including normal watering, full stress, tradicional practice, single stress at vegetation, at flowering, at yield formation and at ripening. Irrigation treatments were started after uniform germination and crop establishment. Soil moisture was monitored with neutron probes down to the 0.50 m depth, 24 hours before and after each irrigation. The actual evapotranspiration (ETa) of the crop was estimated by the water-balance technique. The yield formation stage was the most sensitive to moisture stress, in wich crop water use efficiency (0.46 kg/m3) was the lowest.
Key Words: water use efficiency, common bean, Phaseolus vulgaris, water balance, neutron probe

 

 

INTRODUÇÃO

Os processos vitais que ocorrem nas plantas são influenciados pela disponibilidade de água no solo. A absorção e o transporte de nutrientes pelo feijoeiro não fogem à regra e ainda, quando exis-te excesso de água, pode-se ter perdas de nutrientes por lixiviação, do nitrogênio por desnitrificação.

O balanço hídrico no solo é uma ferramenta decisiva na verificação desta disponibilidade e, por isso, tem sido contabilizado por vários autores, destacando-se, entre eles, Rose & Stem (1967), Reichardt et al. (1974), Calvache & Garcia (1987) e Villagra et al. (1995). Os componentes do balanço (precipitação, irrigação, deflúvio superficial, percolação profunda ou ascensão capilar, evapotranspiração) são determinados através de diferentes técnicas. Os dados de precipitação e irrigação são facilmente obtidos por meio de pluviômetros e pluviógrafos. De acordo com Downey (1972), os erros inerentes a estes componentes variam de 1 a 5%. Segundo Reichardt (1996) o deflúvio superficial é de difícil determinação, uma vez que depende das propriedades do solo e da declividade da superfície. Na maioria dos campos irrigados, pode porém, ser considerado como desprezível.

A drenagem profunda e a ascensão capilar são os componentes de determinação mais complexa, sendo, por isso, desprezados no cálculo do balanço hídrico por alguns autores (Rose & Stern, 1967; Hedge & Srinivas, 1990). Devido à sua variabilidade espacial, sua utilidade está sendo muito questionada (Reichardt et al., 1993). Todavia, pesquisas desenvolvidas por Vachaud et al. (1973) mostraram que este parâmetro pode constituir-se em até 30% do balanço hídrico total. Em feijão, Reichardt et al. (1974), num perfil de terra roxa estruturada, encontraram um valor de 138,8 mm em 48 dias de cultura. Silveira & Stone (1979) encontraram, para um perfil de latossolo vermelho escuro, um valor de 10 mm, que representou 3% da evapotranspiração. Calvache & Garcia (1987), em solos franco-arenosos do Equador, determinaram um valor de drenagem profunda de 83 mm (31% da evapotranspiração), na época chuvosa. Calvache & Reichardt (1996), no mesmo solo, em cultura irrigada, determinaram valores de drenagem desprezíveis (< 2%), quando se faz um correto manejo da água de irrigação.

Para a estimativa da drenagem profunda utiliza-se, comumente, a equação de Darcy-Buckingham, que é dada pelo produto da condutividade hidráulica (que é função da umidade volumétrica do solo) pelo gradiente de potencial hidráulico. A condutividade hidráulica é, portanto, um parâmetro imprescindível para a utilização deste modelo. Para sua determinação, em condições de campo, foram desenvolvidos diversos métodos. Vários autores também realizaram trabalhos comparando metodologias de cálculo da condutividade hidráulica, como Dane (l980), Vauclin et al. (1982) e Bacchi & Reichardt (1988).

A determinação do armazenamento de água no perfil do solo considerado para o balanço é feita a partir da integração de perfis consecutivos de umidade e a sonda de nêutrons tem se mostrado muito conveniente para esta tarefa (Greacen, 1981- Calvache & Reichardt, 1996). Conforme Downey, (1972), o erro envolvido nas medidas de umidade e armazenamento giram em torno de 10%, mas podem ser diminuídos sensivelmente.

O intervalo de tempo considerado para o balanço hídrico constitui-se também numa fonte de erros. Jensen (1981) e Reichardt (1996) comentam que, mesmo que todos os componentes do balanço hídrico sejam estimados em intervalos de 3 a 5 dias, podem surgir erros na faixa de 15 a 20% na estimativa da evapotranspiração.

O balanço hídrico completo no campo, apesar das inúmeras dificuldades e erros técnicos experimentais envolvidos na sua determinação, constitui uma importante forma de subsidiar o manejo da cultura, permitindo medir "in situ" os vários processos que envolvem a dinâmica da água no sistema solo-planta-atmosfera (Reichardt, 1996).

A evapotranspiração atual (ETa) é, geralmente, uma fração da evapotranspiração potencial (ETo). Depende da cobertura vegetal da superfície do solo, especialmente da superfície fohar para a transpirarão, e da quantidade de água no solo. A evapotranspiração máxima de uma cultura (ETm) foi definida por Doorenbos & Kassan (1979) como a evapotranspiração de uma cultura livre de doenças, desenvolvendo-se num campo sem restrição de água ou fertilidade do solo e que é capaz de atingir a máxima produção potencial sob determinadas condições climáticas. O fator que relaciona a ETm com a ETo é o coeficiente de cultura Kc, que varia com o estádio da cultura, as condições climáticas e o comprimento do seu ciclo. Quando não existe deficiência de água no campo, a ETa é igual à ETm. A ETa do feijoeiro tem sido avaliada por vários pesquisadores utilizando-se o método do balanço hídrico. Reichardt et al. (1974) registraram, para as condições de Piracicaba-SP, uma evapotranspiração real média de 3,45 mm/dia, durante 48 dias do ciclo. Silveira & Stone (1979) encontraram, para as condições de cerrado, em Latossolo Vermelho-Amarelo, até 60 cm de profundidade, valores médios de 2,94 mm/dia. Calvache & Garcia (1987), em solos franco-arenosos de Tumbaco, Equador, obtiveram valores de evapotranspiração máxima de 3,9 mm/dia, durante a formação da vagem. Millar & Gardner (1972) deteminaram que a taxa de transpirarão decresce em forma exponencial com o potencial de água no solo: quando este diminuia de -25 KPa a -40 e -80 KPa, a taxa de evapotranspiração era reduzida para 4; 2 e 1 mm/dia, respectivamente. Hedge & Srinivas (1990) determinaram que a evapotranspiração do feijoeiro depende da umidade do solo. Mantendo-se a cultura irrigada e o potencial mínimo de -25 KPa, a evapotranspiração acumulada foi de 295 mm, enquanto que, mantendo-se a irrigação e o potencial mínimo de -85 KPa, a evapotranspiração foi de 254 mm durante o ciclo.

Partindo-se da hipótese de que a deficiência de água no solo influi na produtividade e na evapotranspiração atual do feijoeiro nas condições de campo, este trabalho tem como objetivo identificar estádios da cultura de feijão que apresentam a menor sensibilidade ao estresse de água do solo, nos quais a irrigação pode ser omitida, sem um significativo decréscimo da produção e da evapotranspiração atual, uso o método de balanco hídrico.

 

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi instalado e conduzido no campo experimental da Universidade Central do Equador, Província de Pichincha, República do Equador (0º13'S, 78º22'W) e altitude de 2465 metros acima do nível do mar, entre julho e novembro de 1994. Suas principais características climáticas são: precipitação pluvial média anual de 960mm, temperatura média anual 15,6ºC, temperatura mínima do ar 6,9ºC, temperatura máxima do ar 25,5ºC, umidade relativa média do ar 74,0%, velocidade média anual do vento 223 km/dia, brilho solar de 6,3 h/dia; radiação solar em equivalência evaporativa 4,3 mm/dia e evapotranspiração potencial (ETo), de acordo com o método de Penman modificado, de 1542 mm/ano.

Segundo a taxonomia americana, o solo foi classificado como Typic Haplustoll, franco arenoso, com 1-2% de declive e drenagem regular (Calvache & Garcia, 1987).

Utilizou-se o cultivar de feijão Imbabello, "INIAP 404", de crescimento indeterminado (tipo II), por ser o mais difundido na região de agricultura irrigada da área de Tumbaco. Segundo Peralta et al. (1993), seu ciclo vegetativo para as condições do experimento é de aproximadamente 120 dias.

Os fatores em estudo foram sete regimes de irrigação: Rl - Irrigação ótima durante todo o ciclo (I I I I); R2 - Irrigação deficiente durante todo o ciclo (0 0 0 0); R3 - Irrigação tradicional (RT); R4 - Estresse no período vegetativo (0 I I I); R5 - Estresse na floração e formação de vagens (I 0 I I); R6 - Estresse na formação da colheita (I I 0 I) e R7 - Estresse na maturidade (I I I 0).

O ensaio foi instalado num esquema de blocos ao acaso, com quatro repetições. A unidade experimental foi constituída de uma parcela de 7,0 m de comprimento por 4,8 m de largura, com oito sulcos distantes entre si de 0,6 m. A superfície total da parcela experimental foi de 33,6 m2. Para a colheita, eliminou-se um sulco em cada extremo da parcela e 0,6 m nas bordaduras.

Considerando-se que a profundidade do sistema radicular do feijoeiro chega, no máximo, a 50 cm, e que a maior concentração de raízes está entre 0-30 cm, a profundidade efetiva do sistema radicular foi fixada em 50 cm para todo o ciclo da cultura. O balanço de água, estabelecido a intervalos de tempo Dt = (tf-ti), foi calculado pela equação da conservação das massas (Reichardt, 1996).

A(tf) = A(ti) + P + I - D + AC + R - ET................(1)

onde:

A(ti)= armazenagem de água (mm) no volume de solo considerado no tempo ti;

A(tf)= armazenagem de água (mm) no volume de solo considerado (mm) no tempo tf;

P = precipitação (mm); I = irrigação (mm); D = drenagem profunda (mrn); AC = ascensão capilar (mm); R = escoamento superficial (mm); ET = evapotranspiração atual da cultura (mm); sendo P, I, D, R e ET integrados no intervalo t = (tf - ti).

A armazenagem de água foi calculada pela integração de perfis de umidade, obtidos com a sonda de nêutrons, previamente calibrada no campo (Calvache & Reichardt, 1996). O método de integração utilizado foi o trapezoidal:

A = (1,5 q1 +q 2 +q 3 + 0,5q 4) DZ......................(2)

sendo (q ) a umidade do solo (cm3.cm-3) a cada 10 cm de profundidade. Para a medida a 10 cm (q1) utilizou-se o fator 1,5 porque ela representa um DZ de 15 cm e para a medida a 50 cm (q4), o fator foi 0,5 por representar um DZ de 5 cm.

A precipitarão pluvial foi registrada em um pluviômetro e um pluviógrafo instalados na estação meteorológlca próxima ao sítio experimental. Os valores obtidos durante o período de cálculo foram a soma das precipitações diárias. Estes valores foram subtraídos da lâmina líquida de irrigação calculada para o período.

O método de irrigação utilizado foi o de sulco, no qual foram aplicadas quantidades calculadas de água por meio de tubulação de vazão conhecida. O controle da irrigação foi feito mediante o método da frequência fixa (a cada sete ou nove dias) e quantidade variável, com base nos dados de armazenagem de água.

O fluxo de água descendente ou ascendente no volume de solo considerado para o balanço (0,5 m de profundidade) foi determinado pela equação de Buckingham-Darcy:

3a18-3.gif (548 bytes)................................(3)

onde: qZ = fluxo de água no solo (mm/dia); K(q) = condutividade hidráulica do solo na umidade q (mm/dia) e DH/Dz = gradiente de potencial total, H (cm de H2O) da água na profundidade z.

O potencial mátrico foi obtido por tensiômetros instalados a 40 cm e 60 cm de profundidade, com o objetivo de determinar DH/DZ em z = 50 cm.

3a18-4.gif (465 bytes)................................................(4)

A evapotranspiração atual da cultura foi estimada por dirença, através da equação simplificada do balanço (1), em cada um dos períodos de cálculo (de uma maneira geral a cada 7 dias). A evapotranspiração atual por estádio de desenvolvimento foi estimada a partir dos valores médios dos dias após a semeadura (DAS), correspondentes ao intervalo médio de cada estádio.

Na semeadura, todas as parcelas receberam adubação básica equivalente a 20 kg de N/ha, 80 kg de P2O5/ha e 40 kg de K2O/ha, nas formas de sulfato de amônio, superfosfato triplo e cloreto de potássio.

A semeadura foi feita manualmente (2 de julho de 1994), colocando-se duas sementes por cova, espaçadas 0,60 m entre linhas e 0,25 m entre plantas, resultando numa população de 133.333 plantas/ha. Após oito dias, aproximadamente 92% das plantas tinham emergido (120.000 plantas/ha). A eficiência do uso de água foi calculada pela relação produtividade/evapotranspiração atual (Doorenbos & Kassan, 1979).

As análises de variância, testes de significância, regressões e correlações foram feitos de acordo com os procedimentos do Statistical Analysis System (SAS Institute, Inc., 1985), para o delineamento experimental de blocos ao acaso e o teste Tuckey para as comparações das médias.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os componentes do balanço hídrico no campo foram avaliados durante um período de 110 dias, desde o estabelecimento da cultura até a colheita. A análise dos resultados do controle da irrigação foi desenvolvida com base nos dois processos que se interrelacionam na agricultura irrigada: 1) a secagem relativa ao tempo em que a cultura absorve água do solo, esgotando-a em relação à sua disponibilidade, devido à demanda evapotranspirativa e 2) a drenagem profunda e o umedecimento do solo devido à chuva ou à aplicação da irrigação.

Na TABELA l encontram-se os resultados do balanço hídrico para os períodos considerados, variáveis entre 5 e 9 dias, correspondentes ao regime de irrigação ótimo durante todo o ciclo (IIII). Os dados de arrnazenamento de água correspondem ao início do período de cálculo, isto é, antes da irrigação, de tal forma que estes seriam os valores mínimos de annazenagem de água durante o ciclo da cultura. Considerando-se como armazenagem crítica para a irrigação 107,9 mm/0,5 m, quando a fração de esgotamento da água total disponível do solo (p) foi de 0,5, verificou-se que as plantas não tiveram deficiência de água em nenhuma época.

 

3a18t1.gif (16137 bytes)

 

Quanto às variações de armazenamento de água no solo, observou-se que este componente apresentou uma oscilação de -18 a +20 mm, o que mostra que, em alguns períodos, ocorreu perda de água, isto é, seu consumo pela cultura foi superior à quantidade aplicada (P+I). No entanto, a variação de armazenagem, durante todo o ciclo foi negativa, isto é, o solo perdeu água.

Quanto à precipitação, no período experimental foram registrados 111 mm, com intensidades maiores entre os 82 e 96 DAS. O controle da irrigação, feito por meio de sonda de nêutrons, indicou 13 regas, mais duas iniciais após a semeadura (de 20 e 10 mm), totalizando 338 mm.

A drenagem profunda (TABELA 2) foi estimada através da equação de Buckingham-Darcy para uma única função K (Q), que representou toda a área, e desprezando-se a variabilidade espacial desta característica do solo, conforme discutido por Calvache et al. (l995a). Os valores de drenagem profunda obtidos (-6,86 mm), representam apenas 2% do total de água aplicado por irrigação, evidenciando seu correto manejo.

 

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A análise estatística realizada para os potenciais totais, a 40 e 60 cm de profundidade, apresentou coeficientes de variação (CV) de, no máximo, 20%, enquanto que para o gradiente, foi de 300%. Os CV, para a umidade a 50 cm, foram em torno de 10% e para a condutividade hidráulica alcançou valores de 1000%. Isto indica que o número de repetições utilizado neste experimento, embora seja bom em termos de potencial hidráulico e umidade do solo, não foi suficiente para avaliar a condutividade hidráulica e a drenagem. Foi possível fechar os balanços apenas porque seus valores eram desprezíveis.

Ainda na TABELA 1, nota-se que a evapotranspiração atual diária da cultura, neste regime de irrigação (R1), foi muito próxima à evapotranspiração máxima obtida pelo método de Penman. Isso indica que a cultura não teve qualquer período de estresse de água capaz de comprometer o seu rendimento. A evapotranspiração diária vai aumentando a valores médios de 2,2 mm/dia na fase vegetativa, a valores máximos de 4,6 mm/dia na fase de floração e formação de vagens (82 a 102 DAS), para descer a valores de 4,48 mm/dia na fase de enchimento de vagens e a 3,63 mm/dia na fase de início da maturidade. A evapotranspiração total acumulada foi de 448 mm no período. Deduz-se, portanto, que a intensidade da evapotranspiração, além de depender de fatores como idade da planta, depende também do clima e do solo (intensidade de precipitação e capacidade de armazenamento de água no solo). Desta maneira, após períodos de chuvas intensas, ocorreram as maiores intensidades de evapotranspiração (de 82 a 88 DAS), o que pode ser devido à maior evaporação da água das camadas superficiais do solo e maior transpiração devida à maior umidade relativa e menor temperatura. White & Molano (l994) mostraram, em feijoeiro, que quando o solo se encontra com alta umidade, a condutância estomática à difusão de vapor foi mais elevada e a temperatura da folha foi mais baixa, sugerindo que uma melhor condição de umidade na planta, favorece a produtividade. Hoffmann et al. (1978), quando submeteram plantas de feijoeiro a ambiente quente e seco (23 a 32ºC e UR 35%) e frio e úmido (19 a 25ºC e UR 80 a 90%), verificaram que a resistência estomática à difusão de vapor foi mais alta em ambiente frio e úmido do que no ambiente quente e seco. Peet et al. (1977) observaram que os valores de resistência estomática à difusão de vapor diferiam significativamente entre os estádios da planta de feijoeiro, sendo que os valores deste parâmetro durante a formação de vagens foram 71% e 5% menores que durante o florescimento e o final de formação de vagens, respectivamente.

Segundo Doorembos & Kassan (1979), a taxa real de evapotranspiração (ETa) é igual à evapotranspiração máxima (ETm) após uma irrigação ou chuva intensa. Como a água disponível no solo vai se esgotando, a ETa, num determinado ponto, torna-se menor que a ETm. A porção de água disponível no solo, que pode ser esgotada sem que a ETa chegue a ser significativamente inferior à ETm, é definida pela fração (p), de água total disponível. Algumas culturas, como a do feijoeiro, necessitam de solos continuamente úmidos para se manter ETa igual a ETm. O valor de (p) depende do ciclo da cultura e da evapotranspiração máxima (ETm). Assim, para valores de ETm=2 mm/dia, o valor de (p) pode ser 0,8; para ETm de 4 mm/dia, (p) pode ser 0,6 e para valores de 6mm/dia, (p) pode ser 0,45. No caso do presente trabalho, os valores de ETm nunca foram maiores que 6 mm/dia e a fração de (p) utilizada para o cálculo da irrigação foi de 0,5. Portanto, pode-se assegurar que, durante o ciclo da cultura, ETa foi similar à ETm e este valor pode ser utilizado para o cálculo do fator de resposta da cultura (KY), a ser discutido adiante.

Em termos gerais, o maior consumo de água, em média de 4,6mm/dia, ocorreu na fase de floração e formação de vagens. Tais valores estão concordantes com os citados na literatura. Calvache & Garcia (1987) encontraram valores de 4,0 mm/dia durante a formação de vagens, em condições de clima e solo parecidas àquelas do presente trabalho. Isto é devido ao fato de que a água é o meio de transporte dos fotossintatos da fonte (folhas e raízes) ao sumidouro (grãos) e, na época reprodutiva, esta atividade é máxima.

Na TABELA 3 é apresentado o balanço hídrico do regime R2. Os valores da armazenagem antes da irrigação correspondem aos valores mínimos durante o ciclo da cultura. Considerando-se um valor de p = 0,6, a armazenagem crítica seria de 98,2mm/ 0,5 m. Verifica-se que os valores de armazenagem mínima estão próximos a esse valor (a partir dos 40 DAS), indicando que a cultura esteve em condições de estresse hídrico.

 

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A variação de armazenagem apresenta, quase sempre, valores negativos, o que significa que a saída de água por evapotranspiração e drenagem foi maior que as entradas por irrigação e chuva. Durante todo o ciclo da cultura, houve uma perda total de 37,8 mm de água no perfil até 50 cm de profundidade.

Quanto à irrigação e precipitação durante o ciclo, foram computados 142,9 mm, o que corresponde a 31,8% do total aplicado no regime de irrigação ótimo (R1).

A drenagem profunda apresentou valores desprezíveis no início do ciclo da cultura (14 aos 47 DAS) e nas etapas posteriores, as quedas do potencial mátrico indicaram uma maior absorção de água pelas raízes. Os gradientes de potencial hidráulico positivos indicaram ascensão capilar de magnitude desprezível, devido à baixa condutividade hidráulica.

Ainda na TABELA 3, são mostrados os dados de evapotranspiração diária e acumulada. Os valores mais altos ocorreram nos períodos em que o solo recebeu água por chuva ou irrigação. Os valores médios da evapotranspiração diária foram de 1,5 mm/dia na fase vegetativa; 1,2 mm/dia na fase de floração e formação de vagens; 1,7 mm/dia na fase de enchimento de vagens e 1 mm/dia na fase de maturidade. Em termos gerais, a evapotranspiração acumulada foi apenas 38% da evapotranspiração total no regime de irrigação ótimo (R1), notando-se, claramente, que o estresse de água influiu na extração da água do solo pelas raízes, na evapotranspiração, no desenvolvimento da área foliar e no acúmulo de matéria seca (Hedge & Srinivas, 1990).

A TABELA 4 apresenta os dados do balanço hídrico no regime R3. Os dados de armazenagem entre 129,7 e 101,4 mm indicam que o solo chegou a valores de esgotamento permissível de água p entre 0,28 e 0,56 e que a cultura teve estresse hídrico quando a armazenagem foi menor que 108 mm, isto é, a partir dos 65 DAS. As variações de armazenagem negativas indicam que as saídas de água, por evapotranspiração e drenagem, foram maiores que as entradas por chuva e irrigação.

 

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Quanto à irrigação, foi executada segundo critérios dos agricultores da região, com uma lâmina quase constante durante o ciclo da cultura, para uma frequência fixa (a cada 7 dias). A quantidade total de água por irrigação e chuva foi de 295,9 mm, o que representa 66% da quantidade aplicada no regime ótimo (R1).

A evapotranspiração média diária (TABELA 4) para o estádio vegetativo, floração e formação de vagens, enchimento de vagens e maturidade foram 2,18; 2,65; 3,48 e 2,37 mm/dia, respectivamente. A evapotranspiração acumulada foi apenas 70% da evapotranspiração do tratamento R1, o que indica que a cultura sofreu um déficit hídrico nas três últimas fases e a ETa foi menor que a ETm.

A TABELA 5 apresenta os componentes do balanço hídrico no R4, observando-se que os valores de armazenagem de água nunca foram menores que 108 mm, considerado como crítico. As variações de armazenagem apresentam valores negativos no período dos 17 aos 47 DAS, indicando que as saídas de água foram maiores que as entradas, devido ao déficit de irrigação imposto neste tratamento. O total de água aplicado durante o cicio foi de 354,9 mm e representa 79% do total aplicado no regime 1.

 

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A drenagem profunda foi praticamente nula durante todo o ciclo. Este fato foi devido, principalmente, aos baixos valores de umidade do solo, que originaram uma condutividade hidráulica desprezível e um fluxo de drenagem nulo. Isto evidencia um correto manejo da água de irrigação.

Ainda na TABELA 5, podem se observar os dados da evapotranspiração diária e acumulada. Durante a fase vegetativa (17 a 47 DAS), a evapotranspiração média diária foi drasticamente reduzida a 1,36 mm/dia, o que representa apenas 49% da evapotranspiração média diária do tratamento R1. Este fato foi devido à falta de água nas camadas superficiais (10 a 20 cm), que limitou sua absorção e transpiração pela planta e a evaporação pela superfície do solo. A discussão feita no regime R2 é válida também para este tratamento neste período. Durante as demais fases da cultura, a evapotranspiração real foi muito parecida à evapotranspiração máxima.

A TABELA 6 apresenta o balanço hídrico no R5. Nota-se que os valores de armazenagem de água se apresentam próximo ao valor crítico (108 mm) entre 53 e 75 DAS e a variação de armazenagem apresenta valores negativos, indicando que as saídas de água foram maiores que as entradas. A precipitação quase nula e a irrigação foi suspensa neste período. A drenagem profunda foi desprezível, devido aos baixos valores de umidade na profundidade de 50 cm. A evapotranspiração real foi reduzida drasticamente, na fase de floração e formação de vagens, a valores médios de 1,23 mm/dia, que representa apenas 27% da evapotranspiração no regime ótimo (R1). Durante as demais fases da cultura, a ETa foi similar à ETm.

 

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A TABELA 7 apresenta o balanço hídrico no R6. Os valores de armazenagem apresentam-se mais baixos que a armazenagem crítica (108 mm) a partir de 75 DAS até 109 DAS. A variação de armazenagem apresenta valores negativos na maioria dos períodos de cálculo, indicando que as entradas foram menores que as saídas de água no perfil do solo. A precipitação apresentou-se intensa entre 75 e 82 DAS e a irrigação foi suspensa para se obter o déficit de água no solo. A quantidade total de água aplicada (374,3 mm) constitui 83% da água total usada no R1.

 

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A drenagem profunda foi praticamente nula e, a partir de 68 DAS, surge a ascensão capilar, também desprezível, devido à baixa condutividade hidráulica obtida pela baixa umidade do solo à 50 cm de profundidade.

A evapotranspiração diária durante a fase de enchimento de vagens (75 - 102 DAS), apresentou valores de 1,78 mm/dia, que representa apenas 42% da evapotranspiração real no tratamento R1. Durante as demais fases da cultura os valores da ETa foram muito parecidos aos da Etm.

A TABELA 8 apresenta o balanço hídrico no R7, podendo-se verificar que a armazenagem de água apresenta valores menores que o crítico (108 mm) a partir de 109 DAS. A variação de armazenagem apresenta valores negativos na maioria dos períodos de cálculo e, durante todo o ciclo da cultura, o solo perdeu 39 mm de água no perfil.

 

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A precipitação pluvial foi atenuada pela cobertura plástica de 90% da área dos sulcos e a irrigação foi suspensa durante este período para produzir o déficit hídrico. O total de água aplicado, de 272 mm, corresponde a 60% do total aplicado no R1.

A drenagem profunda foi desprezível e, a partir de 75 DAS, se apresenta a ascensão capilar, também quase nula, devido à baixa condutividade hidráulica.

A evapotranspiração real (TABELA 17), nesta última fase (maturidade), é baixa (0,9 mm/dia) e constitui apenas 25% da ETa do tratamento R1. Nas outras fases da cultura, os valores da ETa foram muito próximos aos da Etm.

Nos sete regimes avaliados, alguns erros podem ser admitidos na técnica do balanço hídrico de campo, sobretudo na determinação da drenagem profunda através da equação de Darcy-Buckingham. Consequentemente, os valores da evapotranspiração podem ser diminuídos pela superestimação da drenagem profunda na faixa alta de umidade do solo (Vachaud et al., 1973; Calvache & Garcia, 1987; Villagra et al., 1990). Para Jensen (1981) e Reichardt (1996), o período de cálculo da drenagem profunda deveria ser menor que um dia em época chuvosa e mesmo que todos os componentes sejam estimados a intervalos de três dias, podem surgir erros na faixa de 15%. A condutividade hidráulica é, portanto, uma característica do solo que deve ser determinada no campo com a melhor exatidão possível. Vários autores realizaram trabalhos de comparação de métodos e variabilidade espacial e temporal (Dane, 1980; Vauclin et al., 1982; Bacchi & Reichardt, 1988; Reichardt et al., 1993), existindo ainda, muitas dúvidas a serem desfeitas sobre o melhor método de estimativa da drenagem profunda. No presente trabalho, os intervalos foram os mesmos e não se consideraram períodos menores quando o solo foi irrigado. No entanto, os valores de condutividade hidráulica foram muito pequenos e poder-se-ia dizer que as perdas de água por drenagem interna também o foram, evidenciando-se um correto manejo da água de irrigação.

A análise de variância indica que a deficiência de irrigação afetou a produtividade do feijoeiro (p = 0,01) e a evapotranspiração atual (TABELA 9). A deficiência de irrigação no estádio vegetativo não reduziu significativamente o rendimento, o que indica que houve tempo suficiente para que as plantas se recuperassem de qualquer efeito da deficiência de água que tivessem tido na época vegetativa. Déficit de irrigação pode ser aceitável em zonas que tivessem deficiência de água nesta época. Por outro lado, a irrigação deficiente durante todo o ciclo reduziu em 54% a produção de grãos, comparando-se com o tratamento testemunha (R1). O R5 (estresse durante a floração e formação de vagens) reduziu em 23% a produção de grãos, o R6 reduziu em 36%, o R7 reduziu em 16% e o regime de irrigação tradicional (R3) reduziu em 18% a produção, comparado ao tratamento testemunha (R1). Estes dados são concordantes com a literatura (Silveira & Stone, 1979; Calvache et al., 1995b).

 

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CONCLUSÕES

- O método do balanço de massas permite calcular a evapotranspiração atual em diferentes regimes de irrigação da cultura com boa precisão.

- A drenagem profunda constitui apenas 2% das perdas totais de água, evidenciando um bom manejo da irrigação.

- A deficiência de água no solo, durante a fase de enchimento da vagem, afetou a produtividade do feijoeiro; a eficiência de uso de água pela cultura (Ec = 0,46 kg/m3) foi a mais baixa.

- Deficiência de irrigação no estádio vegetativo não reduziu a produtividade, permitindo uma economia de água de 30%.

 

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Recebido para publicação em 18.12.97
Aceito para publicação em 14.08.98

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