Irrigação de milho com foco em altas produtividades
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Atualmente, a área plantada de milho no Brasil é de ~18 milhões de hectares, sendo que o milho usado para a produção de ração animal corresponde a 62%, e o consumo industrial, 38% da produção1.
Por esses números vemos que aumentar o rendimento do milho é fundamental para garantir um volume de produção suficiente para a segurança alimentar do planeta.
Considerando que a produtividade média do milho no Brasil ainda é considerada baixa (cerca de 5,5 t/ha) é fundamental conhecer como é possível mudar esse cenário.
A irrigação de milho é um dos mais importantes fatores que podem aumentar a produtividade. Aqui reunimos os principais pontos e dúvidas comuns sobre o tema. Confira!
Importância da irrigação de milho
Como já comentado, embora tenha sido observado um aumento considerável na produtividade do milho no Brasil ao longo dos anos, o rendimento médio é considerado baixo e inferior ao rendimento médio obtido pelos maiores produtores mundiais, principalmente os Estados Unidos (EUA).
A figura abaixo indica que, apesar do aumento percentual da produtividade no Brasil ter sido similar ao verificado nos Estados Unidos, a partir de 1990, o rendimento observado lá é significativamente maior em relação ao obtido no Brasil.
Evolução da produtividade média do milho entre os anos de 1960 e 2018
Fonte: FAO, 2019
O que causou esse aumento significativo na produtividade?
A aplicação de fertilizantes, melhores práticas agrícolas e de preparo do solo, adequação de datas de semeadura e irrigação são fatores fundamentais nesse processo, além da adoção de novos híbridos a partir do melhoramento genético de plantas.
Além disso, o rendimento de grãos do milho é afetado por uma série de fatores ambientais. O elemento meteorológico de maior importância é a precipitação pluvial (a chuva) e, na ausência dessa, a irrigação é a forma de manter e aumentar o rendimento de grãos da cultura do milho.
Por que fazer irrigação de milho?
O déficit hídrico e as elevadas temperaturas são os principais fatores ambientais que afetam o rendimento do milho. O estresse hídrico, que pode ser ocasionado por secas ou veranicos, é o principal causador das perdas de rendimento no milho produzido em condições de sequeiro.
Sobre isso é importante também saber:
O que é seca e o que são veranicos?
Seca é característica de um período prolongado de ausência de precipitação, podendo ocorrer em qualquer lugar no planeta2.
Veranicos são períodos de falta de precipitações pluviais dentro do período chuvoso3, normalmente acompanhados de alta incidência de radiação4, elevando a demanda evaporativa da atmosfera, fato que acelera o esgotamento das reservas de água no solo, causando o déficit hídrico.
A frequência de ocorrência, assim como a duração e a intensidade das secas ou veranicos, são as grandes responsáveis pela variabilidade na produção de milho5.
Isso faz com que seja cada vez mais necessário que se entenda, tanto a resiliência como a sensibilidade ao déficit, dos atuais sistemas de produção e dos materiais genéticos, para que se possa melhorar os sistemas de produção dos híbridos modernos de milho.
Produtividade e irrigação de milho
O rendimento de grãos do milho é compreendido por um tripé de componentes de rendimento: (1) espigas por área, (2) número de grãos por espiga e, (3) peso dos grãos.
Cada um desses componentes é determinado em diferentes estádios de desenvolvimento do milho, sendo que a planta ajusta os componentes do rendimento de acordo com ambiente e o manejo adotado durante o ciclo.
O estresse causado pela falta de umidade do solo pode reduzir o rendimento em diferentes intensidades, devido a severidade do estresse e do estádio de desenvolvimento onde ocorre.
A máxima sensibilidade das plantas de milho ao déficit hídrico compreende a fase da pré-floração até o início de enchimento de grãos (V8 até R3)6.
No entanto, o número de espigas por área e o número de linhas de grãos por espiga são definidas na emergência (VE) e estádio de seis folhas completas (V6), respectivamente.
Assim, as perdas no rendimento podem variar de 30 a 90%, se o estresse devido a água for durante o período vegetativo (30%) ou reprodutivo (90%)7.
Lembrando que o milho é um grande consumidor de água, necessitando de 5 mm por dia, em média. Considerando um ciclo de 120 dias, seriam necessários 600 mm de água durante todo o ciclo para que a cultura expresse seu potencial.
Os híbridos atuais têm potencial para produzir 15 t/ha em condições irrigadas, entretanto, em áreas de sequeiro, uma produção de 5 t/ha pode ser considerada como satisfatória.
Brian Velde mostra a diferença no crescimento entre o milho irrigado por um sistema subterrâneo e o milho que não foi irrigado, ambos semeados na mesma data em Minnesota (EUA)
Fonte: Tom Cherveny / Tribune
Quando iniciar a irrigação de milho?
Quando o consumo acumulado ou a evapotranspiração acumulada da planta ultrapassar o limite crítico estabelecido para cada solo, é necessário irrigar. Vamos entender quando e como isso ocorre ao longo deste artigo.
As constantes alterações no regime de chuvas na maioria das regiões produtoras de milho fazem com que a decisão de quando iniciar as irrigações mude de local para local.
As plantas podem apresentar aspectos morfológicos e fisiológicos que indicam a necessidade de irrigação (folhas com aspecto de murcha).
Mas atenção! Esses sintomas também podem ser causados por elevadas temperaturas, umidade relativa do ar baixa e velocidade dos ventos acima de 3 m/s.
Nesse ambiente, a planta não consegue extrair água suficiente do solo para atender as condições atmosféricas e emite sinais de murchamento das folhas.
A irrigação, nessas condições, além der ser um desperdício de água e representar um custo energético desnecessário, faz com que a planta de torne "preguiçosa" e não tenha um desenvolvimento satisfatório em seu sistema radicular.
Por isso, o fator primário usado para engatilhar as irrigações no milho é quando a umidade do solo decresce a ponto de dificultar a extração de água pelas plantas.
Vamos entender melhor quando e como isso ocorre a seguir.
Umidade do solo como fator principal para decisão de irrigação
A quantidade total de água disponível no solo (TAD) é aquela que se situa entre a umidade na capacidade de campo (UCC) e a umidade do ponto de murcha permanente (UPMP), na região de distribuição do sistema radicular.
Embora o TAD seja elevado para a maior parte dos solos agrícolas no Brasil, para o milho, o melhor crescimento e rendimento ocorre quando o conteúdo de água permanece na faixa superior do TAD, ou seja, quando a cultura tiver extraído entre 25 a 30% do TAD, conforme vemos na figura abaixo.
Essa figura é um exemplo onde temos um solo com 50% de argila, característico dos solos brasileiros, considerando um sistema radicular do milho de 70 cm de profundidade.
Ilustração do total de água disponível (TAD) em um perfil de solo homogêneo, de 70 cm de profundidade, incluindo a umidade de saturação, a lâmina de água na capacidade de campo e ponto de murcha permanente (mm) e a depleção permitida para que não ocorra estresse nas plantas (linha tracejada, em vermelho).
Ainda observando a figura, percebemos que a lâmina de água facilmente disponível é relativamente pequena, ou seja, na fase de maior consumo, as plantas esgotam essa quantidade de água em poucos dias.
À medida que as plantam vão extraindo água, os solos vão secando e mais difícil é a extração de água pelas plantas.
Essa maior dificuldade de extração de água é maior em solos com maior teor de argila, razão pela qual, mais cuidado deverá ser tomado nesses solos, evitando qualquer estresse antes de iniciar as irrigações.
Como é o consumo de água (evapotranspiração) do milho?
O consumo de água ou evapotranspiração máxima de uma cultura sem estresse (ETc) representa o efeito combinado das perdas de água pela transpiração das plantas (T) e da evaporação do solo (Es), em mm/dia.
No milho, a evaporação da água do solo pode representar de 15 a 25% da evapotranspiração da cultura8.
Essa significante perda ocorre após a ocorrência de chuvas e das irrigações, sendo mais significativa no início do ciclo (quando o dossel das plantas for insuficiente para cobrir a superfície do solo) e no final do ciclo, devido a senescência das folhas.
Em função disso, estratégias de redução da evaporação devem ser usadas, como a manutenção de palha na superfície.
Mas, em climas quentes e secos, a decomposição da palha é muito acelerada, dificultando o controle da evaporação do solo nos estádios iniciais.
Fatores que influenciam a evapotranspiração no milho
A intensidade da evapotranspiração depende da disponibilidade de água no solo e do estádio de desenvolvimento e das características meteorológicas do local. Quando a umidade do solo diminui, a absorção de água pelas raízes das plantas é dificultada, e menos água é transpirada9.
Evapotranspiração diária da cultura do milho de ciclo de 120 dias, com a apresentação dos graus-dias necessários para atingir cada estádio específico. A linha contínua (escura) representa a variação diária da ETc, enquanto a linha contínua (azul) representa o consumo médio ao longo do ciclo.
Os picos na curva de consumo (linha escura) evidenciam a flutuação nos valores diários da ETc, durante uma estação de crescimento, enquanto a linha contínua (azul) ilustra o consumo médio durante o ciclo.
Assim, é importante que o produtor esteja familiarizado com a tendência da ETc durante um conjunto de dias. As taxas reais diárias de uso da água são fundamentais para determinar quando irrigar e quanta água aplicar.
Perceba no gráfico acima que em estádios iniciais, o consumo é pequeno, devido a menor área foliar e menor altura do dossel.
À medida que a planta se desenvolve, o consumo diário aumento linearmente até alcançar o pico, entre a pré-floração até que o grão esteja totalmente formado (R3). Depois desse período, a taxa de extração diária diminui até a colheita.
Assim, fica fácil definir que o milho requer mais água durante o estádio reprodutivo, sendo esses os períodos mais sensíveis ao estresse hídrico.
Quando o milho não recebe água suficiente para atender às demandas da evapotranspiração (ETc) durante esse período crítico ao consumo, podem ocorrer reduções significativas no rendimento.
Como determinar o consumo (evapotranspiração) do milho?
O método largamente utilizado para estimar a evapotranspiração da cultura do milho (ETc) é através da associação de um fator de conversão, conhecido como coeficiente de cultura (Kc) com a evapotranspiração de referência (ETo).
A evapotranspiração de referência (ETo) é dependente basicamente dos fatores meteorológicos, enquanto o Kc depende da cultura, dos estádios de desenvolvimento, das práticas de manejo, do tipo e da umidade do solo e das condições climáticas10, portanto, a evapotranspiração também depende desses fatores.
E todos esses fatores, em conjunto, são guiados pela demanda evaporativa da atmosfera, ou seja, a radiação solar, a temperatura do ar, a umidade relativa e a velocidade do vento, representados pelos ETo.
Assim, em dias límpidos, com umidade relativa baixa e elevadas temperaturas, a demanda da atmosfera por água será elevada.
Quanto de água aplicar em cada irrigação?
Na abaixo é apresentado um exemplo de como se deve engatilhar as irrigações e quanta água deve ser aplicada, em cada evento de irrigação, combinando o balanço hídrico do solo e a evapotranspiração da cultura (ETc).
Simulação da necessidade de irrigação pela combinação balanço hídrico meteorológico e umidade do solo, tomando como base o Planalto do RS, para o ano agrícola 2019/20, para milho semeado no início de setembro. ETc é a evapotranspiração diária (mm/dia), ETcAc é a evapotranspiração acumulada (mm), as barras verticais representam a chuva (mm) e as irrigações aplicadas (mm), em função do gatilho estabelecido.
Partindo do princípio que o solo permite que as plantam retirem 30 mm de água desse solo, sempre que o consumo acumulado atingir esse patamar, deve-se iniciar uma irrigação.
Mas quanto de água se deve aplicar? Do ponto de vista da eficiência da irrigação, não se deve aplicar lâminas muito pequenas (menores que 10 mm) e tampouco devemos repor toda a água extraída do solo (os 30 mm), pois a função de "encher a caixa" chamada solo é da chuva.
Assim, a reposição deve ser de forma a manter o solo com uma umidade ótima para o desenvolvimento das plantas.
O melhoramento genético aos atuais híbridos de milho resultou num aumento significativo no potencial de rendimento, com incrementos de até 2% nos rendimentos anuais.
Entretanto, apesar da grande eficiência no uso da água por parte do milho, elevados rendimentos somente serão atingidos quando todos os fatores de produção, principalmente a água, não forem limitantes.
Aqui você viu quando iniciar a irrigação, como determinar a quantidade de água necessária, além de conferir os principais conceitos em que a irrigação de plantas se baseia. Com esse conhecimento, é possível realizar a irrigação de maneira mais eficaz e consciente!
*Mirta T. Petry e Juliano D. Martins, Engº Agrº, Dr., Prof. do Departamento de Engenharia Rural, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria. Av. Roraima, 1000, Campus da UFSM. E-mail: [email protected]
*Reimar Carlesso, Engº Agrº, Ph.D., Prof. Convidado, Departamento de Engenharia Rural, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria.
1CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da safra brasileira de grãos: safra 2019/2020. v.5, n.11 (Décimo primeiro levantamento), 2020. Available from: <https://www.conab.gov.br/info-agro/safras/graos/boletim-da-safra-de-graos>. Accessed at: Aug. 20, 2020.
2MISHRA, Ashok K.; SINGH, Vijay P. A review of drought concepts. Journal of hydrology, v. 391, n. 1-2, p. 202-216, 2010.
3CASTRO NETO, P. & VILLELA, E.A. Veranico: um problema de seca no período chuvoso. Informe Agropecuário, v. 12, n. 138, p. 59-62, 1986.
4SILVA, F.A.S.E. & RAO, T.V.R. Regimes pluviais, estação chuvosa e probabilidade de ocorrência de veranicos no Estado do Ceará. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 6, n. 3, p. 440-446, 2002.
5WHEELER, Tim & von BRAUN, J. Climate Change Impacts on Global Food Security. Science, v.341, p.508-513, 2013. DOI: 10.1126/science.1239402.
6ABENDROTH, L. J., ELMORE, R. W., BOYER, M. J. & MARLAY, S. K. Corn Growth and Development. Iowa State University. A service of SDSU Extension. Chapter 5. 10 p. 2011. https://store.extension.iastate.edu/product/6065
7SAH, R. P., CHAKRABORTY, M., PRASAD, K., PANDIT, M., TUDU, V. K., CHAKRAVARTY, M. K., NARAYAN, S. C., RANA, M. & MOHARANA, D. Impact of water deficit stress in maize: Phenology and yield components. Scientific Reports, v.10, p.1-15, 2020 https://doi.org/10.1038/s41598-020-59689-7
8TROUT, T. J. & DeJONGE, K. C. Water productivity of maize in the US high plains. Irrigation Science, v.35, p.251-266, 2017. DOI 10.1007/s00271-017-0540-1.
9 PAYERO, J. O., TARKALSON, D. D., IRMAK, S., DAVISON, D. & Petersen, J. L. Effect of irrigation amounts applied with subsurface drip irrigation on corn evapotranspiration, yield, water use efficiency, and dry matter production in a semiarid climate. Agricultural Water Management, 95:895-908, 2008. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2008.02.015
10 DJAMAN, K., IRMAK, S., RATHJE, W. R., MARTIN, D. L., EISENHAUER, D. E. Maize evapotranspiration, yield production functions, biomass, grain yield, harvest index, and yield response factors under full and limited irrigation. Trans of the ASABE. v. 56:373–393, 2013. DOI: 10.13031/2013.42676.
Você já conhecia todos esses fatores que determinam a irrigação de milho? Tem alguma dúvida ou sugestão? Deixe seu comentário abaixo!
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