Estruturação da lavoura

A lavoura orizícola necessita de uma peculiar estruturação, principalmente devido ao sistema de irrigação por inundação contínua. Entende-se por estrutura da lavoura todo o sistema de distribuição da água de irrigação e de drenagem, bem como o sistema que possibilite a circulação de veículos, máquinas e implementos, ou seja, estradas internas. Na fase de projeto, o primeiro passo é demarcar o canal principal, que é localizado estrategicamente, passando preferencialmente pelos locais mais elevados do terreno, de forma que a água de irrigação atinja todos os pontos da lavoura. Desse canal são derivados os canais secundários; e, a partir desses, os terciários, e assim sucessivamente, de forma que a lavoura possua uma estrutura que possibilite a irrigação o mais ágil possível, condição requerida por vários procedimentos de manejo da cultura do arroz. Entre os canais secundários, demarcam-se estradas internas com seus respectivos drenos laterais.

Um exemplo esquemático de lavoura de arroz irrigado com uma proposta de estruturação é apresentado na (Figura 1), embora se saiba que cada lavoura é um caso particular, devido às suas características próprias. A área de cultivo que fica delimitada por estradas internas, canais e drenos é o módulo ou unidade de produção, normalmente denominada de quadro ou quarteirão, comumente de 15 ha a 30 ha, já que áreas maiores podem tornar muito prolongado o tempo entre o início e o fim da irrigação, tempo necessário para formar uma lâmina de 10 cm, por exemplo. Todo quadro deve possuir estrutura, de forma a torná-lo uma unidade de produção independente, permitindo a chegada de água de irrigação, a drenagem para o exterior da lavoura e o acesso direto de máquinas e implementos. Para a estruturação da lavoura de arroz irrigado, é necessário levar em conta a forma mais adequada e eficiente para a execução das práticas culturais, tais como: semeadura, irrigação, drenagem, aplicação de defensivos, adubação de cobertura e colheita. Sem dúvida, a lavoura orizícola tem as mais diversas formas, tamanhos, características de solo, clima e topografia, que fazem de cada propriedade um caso particular. Com isso, os seguintes aspectos devem ser considerados na elaboração de um projeto.

Demarcação de estradas

As estradas internas da lavoura de arroz irrigado são importantes, pois é por elas que é feito todo o deslocamento de veículos para transporte de insumos, como sementes e adubos, máquinas e o escoamento da produção para fora da lavoura. É aconselhável que sejam marcadas no sentido do declive do terreno, se esse não for muito acentuado, o que evita a construção de bueiros. O espaçamento recomendado entre elas deve ser de aproximadamente 500 m (Figura 1).

Locação de canais de irrigação e drenos

O sistema de irrigação e drenagem deve ter eficiência de tal forma que facilite o manejo da água e outras práticas, como a aplicação de herbicidas e nitrogênio em cobertura. Para um bom manejo da água de irrigação, recomenda-se a demarcação de um canal, quando possível, a cada 400 m ou 500 m de distância, com uma faixa de abrangência de 200 m a 250 m para cada lado, intercalados por uma estrada, com seus respectivos drenos (Figura 1). De acordo com o terreno, pode ser necessária a demarcação de drenos perpendiculares às estradas, com espaçamento variável conforme a dificuldade de drenagem. No caso de necessidade de controlar o lençol freático, o espaçamento deve ser calculado.

Nos sistemas de cultivo de arroz pré-germinado e transplante de mudas, a estruturação é realizada de forma diferente, devido à necessidade de um rigoroso controle no manejo da água. Nesses casos, o arroz é cultivado em terreno sistematizado.

Figura 1. Exemplo de área estruturada com estradas internas, canais e drenos para implantação de lavoura de arroz irrigado. Fonte: Parfitt et al., 2004.

Sistematização do terreno

A sistematização é a adequação da superfície do solo, de forma a permitir melhor manejo da água tanto de drenagem como de irrigação. Com isso, uma série de benefícios diretos e indiretos ocorrem, como, por exemplo, economia no uso da água, semeadura na época correta, melhor eficiência de insumos e melhor rendimento das culturas que fazem parte do sistema de produção, como arroz, milho, soja e outras.

Na Figura 2, consta a classificação dos modelos de sistematização em função da configuração final da superfície da área. No primeiro grupo, temos a sistematização em plano sem declividade (cota zero) ou com declividade. No segundo grupo, temos a sistematização com declividade variada (denominada normalmente de suavização), ou seja, a superfície final não é mais um plano, e sim uma superfície curva. Esse modelo de sistematização se ajusta melhor à superfície natural do terreno e, consequentemente, os cortes e aterros são menores e a execução no campo é mais econômica e rápida, somente pode ser executado com o Global Navigation Satellite System – Real Time Kinematic (GNSS-RTK) (em português – Sistema de navegação global por satélite – Posicionamento cinemático em tempo real).

Foram selecionadas duas formas preferenciais de sistematização com declividade variada: uma que privilegia a drenagem superficial pela eliminação de todas as depressões da área e outra que, além de eliminar as depressões, elimina as elevações (denominadas coroas), permitindo a irrigação por sulco nas culturas como soja e milho. Esse sistema somente pode ser implantado no campo com o GNSS-RTK.

Figura 2. Classificação dos modelos de sistematização.

Para realizar a sistematização de um terreno é necessário cortar em algumas partes e em outras aterrar. A profundidade máxima de corte é determinada pelo relevo do terreno e pelas características do solo. De acordo com esses aspectos, são definidos os quadros de sistematização. Para o funcionamento eficiente do sistema de produção, é conveniente que cada quadro possa ser irrigado e drenado de maneira independente, bem como possua seu próprio sistema de acesso, ou seja, estrada interna da lavoura. O projeto de sistematização de um terreno, na maioria das vezes, condiciona a locação das estruturas de irrigação, drenagem e vias de acesso à lavoura. Com isso, é comum o uso do termo sistematização com o mesmo significado que estruturação da lavoura. A sistematização propicia vários benefícios à lavoura:

• Melhor manejo e menor consumo da água de irrigação.
• Maior eficiência no uso de máquinas e na aplicação de insumos.
• Uso mais intensivo da área, com o cultivo do arroz irrigado contínuo ou com rotação de culturas.

Este último caso requer uma boa drenagem interna da lavoura e possibilita o uso da irrigação por superfície para as culturas.

Projeto de sistematização

Um projeto de sistematização de um terreno, para ser bem-sucedido e eficiente, depende de um cuidadoso planejamento no momento da escolha dos planos, a qual deve ser baseada nos seguintes critérios técnicos descritos a seguir.

Profundidade de corte

A profundidade de corte máxima depende do “tipo” de solo. Em muitos casos, os solos de várzea são rasos e apresentam limitações para cortes superiores a 10 cm de profundidade; entretanto, quando o solo é profundo, pode-se cortar profundidades maiores. Nos locais de corte ocorre, decréscimo no teor da matéria orgânica e, consequentemente, nos teores de fósforo e enxofre, o que torna necessária correção via adubação química e/ou orgânica. A profundidade de corte deixa de ser um critério técnico quando, naqueles locais onde os cortes excedem a uma determinada magnitude, remove-se a camada superficial, fazendo-se o corte na camada inferior, e, a seguir, repõe-se a camada superficial sobre a área cortada.

Tamanho do plano ou quadro

O tamanho do plano ou quadro de sistematização tem como limite superior a totalidade do terreno e, como inferior, aquelas dimensões que ainda possibilitam realizar com facilidade a condução da lavoura. Para o cultivo do arroz no sistema pré-germinado ou no de transplante de mudas, têm-se utilizado, como módulo mínimo, áreas em torno de 1 ha, geralmente de forma retangular.

Custos

O custo da sistematização é dado em função do volume de terra a ser movimentada que, por sua vez, depende da topografia do terreno e do tamanho do plano. Uma estimativa aproximada seria US$ 1,00 por metro cúbico de terra removido. A sistematização pode ser considerada um investimento na propriedade, pois é realizada uma única vez, com pequenos ajustes posteriores, principalmente no primeiro ano após sua realização, devido à acomodação do solo nas partes aterradas. Para fins de planejamento, é importante se ter uma estimativa do retorno financeiro que a sistematização proporcionará.

O ponto de partida de um projeto de sistematização é o levantamento plano altimétrico da área. A partir daí, confecciona-se um mapa com curvas de nível traçadas com pequenas diferenças de cotas. O mapa permite uma visualização mais clara da topografia do terreno, destacando-se os locais mais planos e os mais declivosos pela observação da distância horizontal entre as curvas de nível. No caso da sistematização com planos horizontais, denominados de “cota zero”, como a utilizada para o cultivo de arroz no sistema pré-germinado ou de transplante de mudas, o método de cálculo consiste em determinar a cota média do terreno. A partir da cota média, calculam-se os cortes e aterros e o volume de terra a ser removida.

Para a sistematização em plano com declive para áreas quadradas ou retangulares, o método mais comum para o cálculo é o do centroide que é baseado no método matemático dos mínimos quadrados, o qual consiste em:

a) Colocar as cotas do terreno em planilha eletrônica numerando as linhas e colunas (Excel).

b) Identificar a posição do centroide da área, que está no cruzamento das diagonais da área, sendo a sua cota a média das cotas de todos os pontos.

c) Calcular as médias das linhas e colunas.

d) Marcar a linha/coluna das médias e a numeração da linha/coluna e introduzir gráfico de dispersão de pontos.

e) Clicar sobre os pontos e adicionar linha de tendência linear e a equação do ajuste. O coeficiente angular da reta do ajuste representa a declividade média do terreno no sentido NS/LO (médias das linhas/colunas), expressa em unidades em que estão as cotas/distâncias entre pontos do levantamento topográfico.

f) Calcular todas as cotas de projeto dos pontos a partir do centroide adicionando-se as declividades conforme o caminhamento seguido.

g) Calcular as diferenças entre as cotas reais e as cotas de projeto. O resultado positivo/negativo representa corte/aterro no terreno. As somas de corte devem ser iguais às de aterro.

h) Realizar ajuste (rebaixamento das cotas de projeto, r) de forma que a relação corte/aterro seja 1,2(u) pela seguinte equação r = (u x Σaterros – Σcortes) / (u x pontos com aterro + pontos com corte).

i) Considerando o cálculo anterior, calcular novamente os cortes e aterros e construir o mapa de cortes e aterros com o movimento de terra (Figura 2).

j) Calcular o movimento de solo por unidade de área pelo produto da somatória dos cortes pela área que representa cada ponto.

O cálculo da sistematização pelo método com declividade variada (suavização) somente pode ser realizado pelo uso de software em razão da complexidade das operações. Na verdade, esses métodos têm grande futuro na agricultura irrigada e essa tecnologia está em poder de empresas, atualmente todas estrangeiras. Essas tecnologias se enquadram dentro do conceito de agricultura de precisão. Uma delas, por exemplo, é a Trimble e o software utilizado para o cálculo da sistematização é o WM-Form.

Métodos de execução da sistematização

Definidos todos os quadros, realiza-se, então, a execução da sistematização do terreno pelos seguintes métodos descritos a seguir.

Método do esquadro

Consiste em colocar uma estaca alta ao lado de cada piquete (pontos topográficos), na qual é marcado um nível de referência, por exemplo, 0,5 m do nível do solo original. A partir dessa referência, pinta-se na estaca uma faixa com magnitude igual à do corte ou do aterro, com cores diferentes. Se for corte, pintar da referência para baixo; e, se for aterro, da referência para cima. Dessa forma, os operadores das máquinas se orientam durante a realização dos trabalhos. O movimento de solo é monitorado por um auxiliar de campo munido de um esquadro e de um nível de pedreiro, para controlar os cortes ou aterros junto às estacas. Esse método se aplica adequadamente quando o movimento de solo é elevado, isto é, os cortes são grandes, acima de 20 cm.

Método do nível topográfico inclinado

Consiste em dar a mesma inclinação do plano do projeto de sistematização ao plano de visão de um nível topográfico de plano (não serve nesse caso nível de autonivelação), pode ser com ou sem declive. Uma vez posicionado o nível na inclinação desejada, o topógrafo e uma pessoa munida de uma mira topográfica, com uma marca na distância exata entre os dois planos, controlam o movimento de solo, mostrando aos operadores das máquinas os pontos de corte e os de aterro. Esse método é muito útil no caso em que os cortes e aterros são pequenos ou também para dar acabamento quando os trabalhos forem realizados pelo método anterior (método do esquadro). Tem a vantagem de dispensar o uso de estacas, que dificultam o trabalho do trator, podendo esse movimentar-se em qualquer direção. Entretanto, apresenta como desvantagem a necessidade do acompanhamento de um topógrafo e de um auxiliar durante todo o processo.

Método com utilização de nível de raios laser

Necessita de maior investimento inicial que os demais, entretanto os custos finais são semelhantes, considerando-se a vida útil do equipamento, com a vantagem de ter um perfeito acabamento da sistematização. A metodologia consiste também em colocar o plano do fluxo de raios laser paralelo ao plano do projeto de sistematização. No equipamento de arraste de solo, plaina ou scraper, é instalado um mastro receptor que permanece ajustado ao plano estabelecido pelo feixe de raios laser, independentemente da altura do terreno. Esse receptor comanda o sistema hidráulico do trator, mantendo a lâmina de corte na cota do plano do projeto de sistematização, cortando o solo quando esse estiver com cota superior ao plano e descarregando em caso contrário.

Método de operação de água

Usa a água como referência de nível no controle do movimento de terra. Com isso, somente é aplicável na sistematização sem declive, ou seja, na denominada “cota zero”. Após o preparo inicial do solo com grade niveladora ou enxada rotativa, coloca-se água, cobrindo em torno de 1/3 da área. A partir daí, remove-se a terra da parte alta, que não está submersa, para a parte baixa, submersa, até que se tenha uma pequena lâmina de água uniforme em todo o terreno. Devido à condição de alta umidade em que são realizados os trabalhos, em muitos casos as máquinas apresentam problemas de sustentação, sendo necessário equipar os tratores com sobrerrodas ou rodas-gaiolas. Para a movimentação do solo na água, utiliza-se uma plaina de madeira denominada alisadora. Esse método tem grande vantagem na economicidade do investimento em máquinas. Tem como desvantagem a grande desestruturação do solo, que causa flutuação dos coloides na água. Por isso, recomenda-se não drenar a área logo após o trabalho de sistematização, a fim de evitar perdas consideráveis de solo fértil.

É importante salientar que, independentemente do método empregado, a sistematização deverá ser retocada algum tempo depois, por causa do acomodamento do solo nas partes aterradas, que ocorre normalmente após a primeira chuva intensa. A sistematização é permanente e deverá ser avaliada a necessidade de novo retoque num período de 8 a 10 anos.

Figura 3. Mapa de cortes e aterros (cm) e fluxo de movimento de terra. Fonte: Parfitt et al. (2004).

Método GNSS-RTK

Este método de execução da sistematização é o mais moderno. O controle do equipamento que realiza o movimento de solo é pontual com precisão ao nível de poucos milímetros. O processo começa com o levantamento planialtimétrico, o qual é realizado com o trator após a instalação do equipo de geotecnologia para esse fim (GNSS). Como em toda operação que necessita precisão na vertical deve ser instalada uma base RTK para realizar o levantamento. Uma vez realizado o levantamento, elabora-se o projeto de sistematização num software específico. Esse projeto é instalado no monitor que está no trator e o sistema passa a controlar o movimento vertical do implemento que realiza o movimento de solo durante a execução do trabalho.
Esta metodologia de sistematização pode executar qualquer modelo de sistematização e é a única que pode realizar a sistematização com declividade variada (suavização).