Plantio direto pode aumentar em 11% a eficiência do uso de água na cultura da soja

A produtividade de água na cultura de grãos pode ser 11% maior em sistema de plantio direto. A constatação resulta de experimentos conduzidos 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 cultura da soja em ambiente tropical, utilizando dados de uma estação agrometeorológica. O estudo também mostrou, na simulação, que a irrigação acionada com mais de 60% da água disponível no solo não resultou em aumento na produtividade dos grãos. Ou seja, o aumento da oferta de água para a cultura não fez com que ela produzisse mais.

O pesquisador da Embrapa Alexandre Ortega explica que a economia de água registrada no caso do plantio direto é maior porque o sistema mantém material vegetal cobrindo o solo, o que evita perdas por evaporação, e a umidade para a cultura. O uso de menor quantidade de água acaba por favorecer, ainda, a redução dos custos energéticos do sistema de irrigação. 

A produtividade de água, também conhecida como eficiência no uso de água (EUA), é a razão entre o rendimento final da cultura (grãos, frutos      e folhas) e a evapotranspiração sazonal, compreendida desde a semeadura até a colheita. A evapotranspiração refere-se à “perda” conjunta de água – ou melhor, à transferência de água para a atmosfera – causada pela evaporação a partir do solo e pela transpiração das plantas.

Os resultados da pesquisa foram obtidos em campo, a partir de dois experimentos com soja conduzidos no sítio experimental da Esalq, em Piracicaba (SP). O primeiro, em plantio convencional, e o segundo, em plantio direto com resíduo vegetal deixado 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 à necessidade hídrica total 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 comparada aos dados medidos em campo.  O CROPGRO-Soybean é amplamente utilizado e integra a plataforma Sistema de Apoio à Decisão para Transferência de Agrotecnologia (DSSAT, na sigla em inglês) – leia sobre a plataforma e o modelo no quadro abaixo).

“A previsão do rendimento das culturas, a evapotranspiração e a produtividade da água são aspectos essenciais para a gestão do recurso hídrico e a intensificação sustentável da agricultura. É um processo voltado à estimativa da produtividade hídrica e, portanto, importante para o gerenciamento eficiente da água dos sistemas de cultivo. Estimativas precisas de evapotranspiração das culturas ajudam a 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 para a produção de alimentos e de rações, é importante a realização de pesquisas que simulem, por exemplo, o crescimento, o rendimento e a produtividade da água para a cultura. “Nesse sentido, esse estudo é relevante e serve para simular em ambiente tropical os parâmetros de água no sistema solo-planta-atmosfera de maneira satisfatória para a cultura da soja”, afirma.

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Plataforma e modelo utilizados
O Sistema de Apoio à Decisão para Transferência de Agrotecnologia (The Decision Support System Agrotechnology Transfer – DSSAT) é uma plataforma que ajuda na modelagem do crescimento, do desenvolvimento e da produtividade de uma cultura em uma área uniforme, com base em informações fornecidas ou simuladas sobre nitrogênio, carbono, água e solo. Essas informações são associadas aos elementos meteorológicos registrados em determinado período, que servem como dados de entrada do modelo. São ainda combinadas aos modelos de cultura, com o intuito de desenvolver estudos na área de manejo.

A plataforma usa uma função assintótica, isto é, descreve o comportamento de limites do índice de área foliar diária com um coeficiente de extinção de energia da cultura, e as partições referenciam a evapotranspiração, separadamente, para a evaporação da água do solo e a transpiração da cultura. Ou seja, as ferramentas são capazes de particionar a evaporação de água do solo – que a planta não utiliza      – da transpiração da cultura,  água que de fato entra na planta.

As ferramentas da plataforma podem determinar o índice de área foliar diária  – relação entre a área de folhas verdes e quanto a planta ocupa de espaço do terreno. Quanto maior o resultado dessa relação, mais área de folha 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-Maize (milho), Ceres-Sorghum (sorgo), Ceres-Rice (arroz), Ceres-Barley (cevada), Ceres-Sunflower (girassol), CROPGRO-Soybean (soja). 

O CROPGRO-Soybean, modelo para a cultura da soja, é capaz de descrever os principais processos biofísicos da planta, como fotossíntese; particionamento de biomassa; respiração; dinâmica da água; crescimento foliar, raiz 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 das plantas – e, em última análise, prevê o rendimento final em uma ampla gama de ambientes e para diferentes cenários de manejo.

A demanda de água da cultura pode ser obtida como o produto da evapotranspiração de referência e o 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.

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Uso sustentável da água
De acordo com as Nações Unidas, a previsão é que a população global 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 produtos lácteos cresça, devido a uma maior renda média per capita. Combinados, esses fatores levarão a um acréscimo 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 retiradas globais de água doce, sendo o déficit hídrico o fator mais limitante da produção agrícola. Portanto, aumentar a produtividade da água da cultura pode ajudar a reduzir o impacto negativo de chuvas instáveis na estação e otimizar o uso da água para sistemas de cultivo irrigados. Iniciativas como essas devem contribuir para o uso sustentável da água e a produtividade agrícola, resultando, em última análise, em melhor segurança alimentar e nutricional.

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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, lotado na Embrapa Meio Ambiente, e Fábio Ricardo Marin, da Esalq/USP. O resumo e o estudo completo (ambos em inglês) podem ser acessados aqui.