A água é um bem essencial à vida, à saúde da humanidade e dos ecossistemas e ao desenvolvimento das nações. Por isso, o acesso a esse bem é um direito e, ao mesmo tempo, uma responsabilidade de todos. A água, ainda que seja considerada um recurso natural renovável e abundante, na realidade, quanto à disponibilidade igualitária, não passa de uma ilusão. Com o tempo, esse recurso vem se tornando cada vez mais escasso, de modo que a adoção de procedimentos para sua disponibilização em quantidade e qualidade e otimização do seu uso apresenta-se como uma questão prioritária a ser resolvida com a participação dos diferentes segmentos da sociedade. Nesse sentido, governos do mundo inteiro, inclusive do Brasil (Política e Sistema Nacional de Recursos Hídricos, Lei Federal n° 9.433/1997), assumindo suas responsabilidades, vêm adotando procedimentos jurídicos e institucionais consubstanciados em modernas legislações de recursos hídricos, visando ao gerenciamento integrativo e participativo dos aspectos relacionados à oferta e ao uso das águas.

A escassez da água está associada a razões diversas e específicas para cada região, em função da sua disponibilidade, ocasionada por uma distribuição irregular, dependendo do volume de chuvas acumuladas em rios e barragens a cada ano. No Brasil, por exemplo, cerca de 70% da água doce encontra-se na região Norte, Amazônia, onde apenas 7% da população vive. Também vem ocorrendo o decréscimo desse recurso, tanto em quantidade como em qualidade, em decorrência do rebaixamento do lençol freático, do assoreamento dos corpos de água e da poluição e contaminação. Ademais, vem-se estabelecendo uma competição entre os setores usuários, como a agricultura, a indústria e o setor urbano. Entre esses, na atualidade, o primeiro responde pela utilização de 70% da água, o segundo por 23% e o último por 7%. Desse modo, com a escassez de água, aquela destinada à irrigação é a que vem enfrentando as maiores restrições

Necessidade de água

O volume de água requerido pela cultura de arroz irrigado por inundação está relacionado àquele necessário para que as plantas cresçam e transpirem. Porém, um volume adicional é perdido com a evaporação da superfície do solo-água, a percolação (infiltração de água no solo), por fluxo lateral pelas taipas (bordas da lavoura) e, ocasionalmente, por transbordamento sobre essas. Para evitar esse transbordamento, é necessária a adoção de estratégias para a melhor eficiência do uso da água. Embora essas perdas possam ser minimizadas pela otimização do manejo da água de irrigação, elas não podem ser eliminadas, pois são consideradas no somatório do volume de água requerido para a irrigação do arroz. Esse volume de água depende, principalmente, das condições climáticas, de atributos físicos do solo, do manejo da cultura e da duração do ciclo da cultivar. Varia também com as dimensões e o revestimento dos canais e com a localização da fonte de captação e a profundidade do lençol freático. Ademais, devem ser considerados os volumes de água necessários para saturar o solo e formar a lâmina de água no início da irrigação. No sistema de cultivo com sementes pré-germinadas, também deve ser considerada a quantidade de água necessária para o preparo do solo, que, em algumas regiões, normalmente é realizado em condições de submersão. A produtividade de arroz irrigado por unidade de evapotranspiração, evaporação + transpiração, situa-se em torno de 1,1 kg de grãos por metro cúbico de água e pode atingir 1,6 kg por metro cúbico, o que é comparável a de outros cereais. A baixa eficiência do uso da água pela cultura do arroz irrigado, ou seja, a baixa quantidade de grãos produzida em relação ao volume de água utilizado na lavoura decorre das perdas de água, além do volume evapotranspirado. Por isso, torna-se importante e necessária a adoção de estratégias de manejo do arroz que proporcione o aproveitamento da água das chuvas. Em lavouras de arroz irrigado, o uso da água para irrigação varia entre 4 mm e 5 mm por dia, o que corresponde a valores de 40 m³ a 50 m³ por dia por hectare, na estação chuvosa, e entre 6 mm e 7 mm por dia, 60 m³ a 70 m³ por dia por hectare, na estação seca. No Rio Grande do Sul, valores estimados de evapotranspiração para lavouras de arroz irrigado indicam que essa varia de 6,7 mm a 7,7 mm por dia, pois depende da região considerada, sendo normalmente maior nas regiões da Campanha e Fronteira Oeste e menor na região Sul. Assim, considerando-se um valor médio de evapotranspiração de 7,2 mm por dia e um período médio de irrigação de 90 dias para uma cultivar de ciclo médio, seriam necessários 6.480 m³/ha para atender a demanda evapotranspirativa do arroz. Volumes de água além desse valor decorrem das perdas associadas aos procedimentos da irrigação da cultura. Quanto mais elevados forem esses valores, menor será a eficiência da irrigação e, por conseguinte, a eficiência do uso da água (EUA). Na região Sul, os valores de evapotranspiração são estimados entre 5,5 mm e 5,8 mm por dia.

As perdas de água por percolação e infiltrações laterais devem, sempre que possível, ser minimizadas. Essas perdas de água dependem de atributos intrínsecos do solo relacionados à sua textura e estrutura e da topografia do terreno, altura da lâmina de água, permeabilidade das taipas e da existência, próximo à área irrigada, de canais de drenagem profundos. Todavia, sempre que a quantidade de água infiltrada no solo superar a sua capacidade de retenção ocorrerão perdas por percolação profunda. A água perdida por infiltrações laterais flui sobre a superfície do solo, ou por meio de canais e rios, enquanto o fluxo de percolação move-se usualmente para o lençol freático. Em razão de essas perdas ocorrerem simultaneamente, são consideradas de forma conjunta e podem atingir valores entre 2 mm a 6 mm por dia, e, em condições desfavoráveis, tais valores podem chegar a 20 mm por dia. O cultivo do arroz irrigado em tais condições contribuiria de forma expressiva para a redução na eficiência da irrigação.

Considerando o manejo convencional (irrigação com inundação contínua a partir do estádio da planta em V3-V4), na região subtropical estima-se que seja usado na lavoura de arroz irrigado um volume de água em torno de 12 mil metros cúbicos por hectare, ou seja, vazão de 1,4 L/s/ha, para um período médio de irrigação de 85 a 100 dias, com viés de baixa. Pelos resultados atuais de pesquisa, há possibilidade de redução desse valor, o qual pode atingir 8,0 mil metros cúbicos por hectare, vazão de 1,0 L/s/ha sem prejuízos à produtividade.

Qualidade da água de irrigação

A qualidade da água de irrigação é um aspecto que tem sido muitas vezes negligenciado, visto que se dispõe normalmente de água de boa qualidade, em abundância e de rápido acesso. Na avaliação da água de irrigação, devem ser levados em consideração três aspectos: salinidade, sodicidade e toxicidade. O critério de salinidade leva em consideração a concentração de sais minerais presentes na água de irrigação. Já a sodicidade avalia a concentração relativa do sódio em relação a outros cátions (Ca + Mg), e a toxicidade leva em consideração problemas que podem advir da presença de certos íons na água de irrigação, em níveis desfavoráveis ao desenvolvimento das culturas.

O critério de salinidade, normalmente, é avaliado em razão da condutividade elétrica da água (CE), de modo que água com valores menores que 0,75 mmhos/cm, ou < 450 mg/L de sais dissolvidos totais (SDT), não apresenta restrição ao uso para irrigação; já aquela com valores entre 0,75 mmhos/cm e 3,0 mmhos/cm (450 mg/L e 2.000 mg/L de SDT) apresenta restrição ligeira ou moderada e, com valores maiores que 3,0 mmhos/cm, ou > 2.000 mg/L de SDT, apresenta severa restrição ao uso.

O critério de sodicidade avalia a concentração relativa de sódio na água de irrigação, em relação a outros cátions. Elevados conteúdos de sódio podem proporcionar altos valores de sódio trocável no solo, o que concorreria para a sua desestruturação. A sodicidade é definida por um índice denominado Razão de Adsorção (fixação de nutrientes num solo) de Sódio (RAS), o qual pode ser descrito pela Expressão (1), na qual os cátions são expressos em meq/L. A água com RAS menor que 3,0 não apresenta restrição de uso para irrigação do arroz; já em águas com RAS maior que 9, as restrições são severas.

A toxicidade se manifesta dentro das próprias plantas e a severidade do dano depende da concentração, da sensibilidade e da fase de desenvolvimento da cultura, bem como do consumo de água pela planta. Os íons usualmente tóxicos que se encontram na água de irrigação são o cloro, o sódio, o boro e os carbonatos (CO_3-). Águas com teores de cloro e de carbonatos acima de 10 meq/L e 8,5 meq/L, respectivamente, apresentam sérias restrições ao uso para irrigação do arroz, enquanto para o boro esses valores se situam acima de 2 mg/L.

A tolerância das plantas de arroz à presença de íons, como o cloro e o sódio, varia de acordo com as fases de desenvolvimento, sendo tolerantes durante a germinação e muito sensíveis na etapa de plântula. Depois disso, o grau de tolerância aumenta progressivamente, até a diferenciação da panícula, quando volta a decrescer na floração.

No Rio Grande do Sul e em Santa Catarina, nas regiões litorâneas, em decorrência da salinização da água de irrigação, proveniente de rios que são servidos por lagoas costeiras, como é o caso da Lagoa dos Patos, no RS, o problema da qualidade da água manifesta-se quase que anualmente, durante a estação de crescimento do arroz, nos meses de janeiro e fevereiro. Os estudos realizados com a finalidade de identificar genótipos de arroz tolerantes à salinização da água de irrigação indicaram que as cultivares de arroz com alto potencial produtivo utilizadas nos dois estados não toleram irrigação com água cujo teor de cloreto de sódio seja igual ou superior a 0,25% (2.500 ppm). Águas com concentrações iguais ou maiores que esse valor de sal, se aplicadas a partir do início da fase reprodutiva do arroz, podem provocar reduções de produtividade superiores a 50%.

Em razão da salinização das águas de irrigação, comumente observada nas regiões litorâneas do RS e SC, é fundamental que seja realizado o monitoramento sistemático da CE dessas águas, suspendendo a irrigação quando a CE atingir valores iguais ou superiores a 2 mS/cm (miliSiemens por centímetro), o equivalente a 2 mmhol/cm.

Manejo de água de irrigação

Na região subtropical, independentemente do sistema de cultivo de arroz empregado, convencional, direto, mínimo ou pré-germinado, o sistema de irrigação mais utilizado é o de inundação contínua ou permanente, que se caracteriza pela manutenção de uma lâmina de água com fluxo corrente na lavoura. Nesse sistema, são considerados o início e o término da irrigação, a altura da lâmina de água e a época de drenagem. Esses aspectos podem se tornar estratégias importantes na definição do potencial produtivo da lavoura e, em consequência, na otimização de sua relação custo-benefício.

O manejo da água em arroz irrigado por inundação é fundamental para o desempenho da cultura, visto que a água controla as plantas daninhas e interfere na disponibilidade dos nutrientes e na incidência de pragas e doenças.

No sistema de semeadura em solo seco, convencional, plantio direto e cultivo mínimo, a irrigação com submersão do solo varia de acordo com a cultivar e o herbicida utilizado em pré-emergência. Cultivares superprecoces ou precoces, por serem mais sensíveis a estresses, requerem que a irrigação da lavoura se inicie mais cedo, nos estádios V3-V4, o que corresponde a 15 a 20 dias após a emergência de 80% das plântulas. Por sua vez, para cultivares de ciclo médio ou longo, o início da submersão do solo pode ocorrer mais tarde, nos estádios V5-V6, 25 a 30 dias após a emergência de 80% das plântulas. Os herbicidas em pré-emergência com poder residual propiciam que as plantas de arroz se estabeleçam livres de mato-competição e possibilitam que o início da irrigação seja realizado até 30 dias após a emergência das plântulas. Entretanto, a escassez de água em algumas regiões do Rio Grande do Sul é uma realidade, o que torna importante o desenvolvimento de estratégias que aumentem a eficiência de seu uso, notadamente nas lavouras de arroz irrigado. A demanda por arroz é crescente devido ao contínuo aumento da população. Pelo fato de a água ser escassa em determinados períodos do ano em regiões produtoras de arroz irrigado, é importante e necessário produzir mais arroz com menos água. Atualmente, o sistema tradicional (irrigação contínua) apresenta elevada exigência hídrica, podendo chegara 12 mil metros cúbicos por hectare de água, por um período médio de irrigação de 80 a 100 dias, dependendo da cultivar utilizada.

O custo elevado da energia elétrica para irrigação da lavoura de arroz associado à menor disponibilidade localizada de recursos hídricos torna a racionalização no uso da água uma meta a ser atingida em muitas propriedades rurais das diferentes regiões orizícolas do Rio Grande do Sul, mediante a adoção de sistemas e manejos alternativos de irrigação. Em experiências realizadas durante 4 anos, observou-se que a maior eficiência de uso da água de irrigação e da chuva foi no sistema de inundação intermitente ou irrigação com fornecimento intermitente da água. Nesses sistemas, a água disponível para irrigação é opção importante para as regiões que apresentam frequentemente deficit de água para a lavoura de arroz irrigado, em toda a área a ser irrigada ou em parte dela. Verificaram-se que as produtividades obtidas foram semelhantes ao sistema convencional (irrigação contínua) e evidenciaram o elevado potencial de uso do sistema de inundação intermitente ou com fornecimento intermitente.

Sistema intermitente

Nesse sistema, após o início da irrigação e estabilização da lâmina de água, a irrigação é suspensa, até aparecer a primeira coroa de solo, parte mais alta. Nesse momento, reinicia-se a irrigação, que deve ser novamente suspensa após o estabelecimento da lâmina de água. Essa intermitência é mantida até o final do período de irrigação. O turno ou ciclo de irrigação nesse sistema vai depender principalmente dos atributos físicos do solo e das condições climáticas. Esse sistema se adequa às áreas sistematizadas em nível e com desnível.

Inundação contínua com fornecimento intermitente

Nesse sistema, estabelece-se o nível da água em 10 cm em V3 a V5 (depende da cultivar de arroz), assim como no manejo de água convencional. Quando se observa que não há mais lâmina de água na área (solo apenas encharcado ou no máximo de 1 cm a 2 cm), a lâmina deve ser recolocada (irrigação) até a altura do vertedouro (10 cm). Nesse sistema, durante o desenvolvimento da cultura do arroz, ela não deve apresentar estresse por deficiência hídrica, principalmente na época de aplicação de nitrogênio. Esse procedimento (reposição da água) é conduzido até o momento da supressão do fornecimento de água a partir do início do enchimento dos grãos. Esse sistema se adequa mais às áreas com sistematização em nível.

Sistema de cultivo de arroz pré-germinado

A escolha da cultivar para semeadura deve se basear em características consideradas essenciais: ciclo, qualidade da semente, adaptação ao manejo do sistema, resistência à brusone, resistência à toxidez por ferro, avaliações industriais e culinárias e principalmente tolerância ao acamamento. Nesse enfoque, foram avaliadas linhagens e cultivares no sistema pré-germinado, durante 4 anos, em vários locais do Rio Grande do Sul. Houve destaque da cultivar BRS A705 com produtividades que variaram de 10 t/ha a 14 t/ha. Essa cultivar apresenta as seguintes características: tipo moderno, pilosa, ciclo precoce, ao redor dos 120 dias da emergência à maturação, estatura baixa de 80 cm a 85 cm, elevado perfilhamento e colmos fortes, o que confere tolerância ao acamamento. A precocidade apresentada pela BRS A705 é uma característica que a difere das cultivares disponíveis no mercado do RS para esse sistema de cultivo, além da moderada resistência às principais enfermidades do arroz, como brusone nas folhas e panículas.

No sistema de cultivo de arroz pré-germinado, o início da submersão do solo ocorre mais cedo, 20 a 30 dias antes da semeadura. Em SC, durante esse período, realiza-se o renivelamento do solo, utilizando-se o nível de água como referência para a operação. Na Figura 1, tem-se uma visão esquemática de como é realizado o manejo convencional da água no sistema pré-germinado. No RS, recomenda-se que o renivelamento seja feito em condições de solo seco, desde que esse seja previamente sistematizado, a partir da utilização do raio laser ou do uso de uma lâmina de água como referência de nível. Todavia, nas duas situações, a submersão do solo antecipada continua a ser recomendada pelo benefício no controle do arroz daninho (arroz-vermelho). Desse modo, a semeadura com sementes pré-germinadas deve ser realizada sobre uma lâmina de água com altura de 5,0 cm a 7,0 cm. No RS, não se recomenda a retirada da lâmina de água da lavoura após a semeadura, independentemente da cultivar, o que evita perdas de solo, nutrientes e agrotóxicos. Assim, os impactos ambientais negativos da lavoura orizícola são reduzidos (Figura 2).

Figura 1. Manejo convencional da água no sistema de cultivo de arroz pré-germinado. 
Fonte: Gomes e Pauletto (1999).

Figura 2. Manejo alternativo da água no sistema de cultivo de arroz pré-germinado.
Fonte: Gomes e Pauletto (1999).

A presença de uma lâmina de água durante o cultivo do arroz irrigado traz uma série de vantagens, entre as quais se destaca a maior disponibilidade da maioria dos nutrientes presentes no solo, notadamente o fósforo, em decorrência do processo de redução que se desenvolve em solos submersos, e o controle físico das plantas daninhas não aquáticas. A difusão do oxigênio através de uma lâmina de água é 10 mil vezes menor que no ar, o que contribui para redução da germinação e emergência de plantas daninhas. Embora a presença da lâmina de água seja importante durante todo o ciclo da cultura, as plantas de arroz apresentam fases em que a água é mais demandada (Figura 3). Em razão disso, pode-se considerar a seguinte relação entre estádios de desenvolvimento e necessidade da água de irrigação:

a) estádio inicial de afilhamento – necessária;

b) estádio de ativo afilhamento – necessária;

c) estádio de afilhamento máximo – necessidade mínima;

d) estádio de diferenciação da panícula – necessidade máxima;

e) estádio de crescimento da panícula (emborrachamento) – necessidade máxima;

f) estádios de floração e granação – necessidade mínima.

Com base na baixa necessidade de água na fase de granação, é possível suspender a irrigação poucos dias após a floração (10 a 15 dias), sendo a época exata variável de acordo com atributos físicos do solo, declividade do terreno, condições climáticas e características da cultivar.

Figura 3. Ciclo biológico de uma cultivar de arroz com 120 dias de duração e respectivos estádios e fases de desenvolvimento.
Fonte: Adaptado de Yoshida (1981).

A altura da lâmina de água é outro aspecto importante no manejo da água para o arroz, visto que ela interfere no volume de água a ser utilizado e, em consequência, na economicidade da irrigação. Lâminas de água com altura em torno de 2,5 cm viabilizam ótimos rendimentos de grãos de arroz. Contudo, embora propiciem uma economia de água, requerem uma sistematização do solo mais criteriosa. Lâminas de água com altura de até 10,0 cm, embora aumentem o uso de água, exigem menor nivelamento do solo, requerem menores cuidados no controle de plantas daninhas e são igualmente eficientes. Lâminas superiores a 10 cm reduzem o número de afilhos e promovem maior crescimento das plantas de arroz (estiolamento), favorecendo o acamamento. Ademais, aumentam as perdas de água por infiltração lateral e percolação e provocam maior evaporação durante a noite, em consequência do maior armazenamento de energia térmica. Por causa desses aspectos, requer maior quantidade de água, o que pode atingir 15 mil metros cúbicos por hectare ou mais, para um período médio de irrigação de 85 a 100 dias.

A altura da lâmina de água pode ser alterada, ainda, em função da fase de desenvolvimento das plantas de arroz. Na fase vegetativa, a altura da lâmina pode ser mantida tão baixa quanto possível, o que viabiliza bom afilhamento e melhor enraizamento das plantas. Na fase reprodutiva, da diferenciação da panícula até a floração plena, a altura da lâmina de água pode ser elevada para em torno de 10 cm. Depois disso, coincidindo com a granação, a necessidade da manutenção de uma lâmina de água é mínima, o que possibilita a supressão da irrigação.

Foto: José Alberto Petrini

Figura 4. BRS A705. 

Drenagem da lavoura

A supressão do fornecimento de água à lavoura de arroz irrigado pode ocorrer 10 dias após a floração de 50% das panículas. Para que essa estratégia seja adotada, têm que ser levados em consideração os atributos físicos do solo, as condições climáticas e a propensão quanto ao trincamento dos grãos. Solos mais argilosos retêm a água por períodos mais prolongados. Em condições de verão muito seco e quente, a supressão da água da lavoura deve ocorrer mais tarde. Por fim, cultivares que apresentam tendência de trincamento dos grãos são mais exigentes quanto à presença de uma lâmina de água até próximo da colheita.

A água deverá ser retirada da lavoura para que a colheita seja realizada. Assim, a rede que viabiliza a drenagem é tão importante quanto aquela construída para a distribuição da água e deve ser estabelecida antes da semeadura do arroz. O canal principal de drenagem deve passar pela parte mais baixa do terreno e seguir as mesmas recomendações para o canal principal de irrigação, o que propicia menor volume de escavação. Entretanto, os canais secundários e terciários de drenagem devem ser localizados nos pontos médios, entre os canais secundários de irrigação, com espaçamento semelhante. Normalmente são construídos nos dois lados das estradas de serviço. A rede terciária de drenagem pode ser dividida em dois grupos: a) em terreno não aplainado, no qual os drenos devem ser construídos sem traçado definido, procurando unir os pontos de cotas mais baixas; b) em terrenos aplainados, no qual os drenos devem ser construídos seguindo a declividade natural do terreno. Devem ser usados sistemas de drenagem do tipo grade ou espinha de peixe.

Os drenos secundários e terciários devem permanecer fechados durante o período de inundação da lavoura de forma a reduzir as perdas de água. Excepcionalmente, quando for necessária a realização de drenagem no período de desenvolvimento das plantas de arroz, os drenos devem ser reabertos. Do mesmo modo, durante o inverno, independentemente de o solo estar ou não sob cultivo, o sistema de drenagem deve permanecer ativo. Esse procedimento concorrerá para reduzir o problema de toxicidade por ferro no arroz, além de permitir a emergência de plantas daninhas, bem como controlar pragas de solo.

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE RECURSOS HÍDRICOS. Política e sistema nacional de gerenciamento de recursos hídricos:lei federal, n.9.433, de 8 de janeiro de 1997. São Paulo, 1997. 64p.

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PETRINI, J. A.; MAGALHÃES JR, A. M.; NUNES, C.; FAGUNDES, P. R. R.; COLOMBARI; J.M.; KUHN, R. AB 10501: Linhagem da embrapa promissora para o sistema de cultivo de arroz pré-germinado.

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