5.1 Caracterização da área
O trabalho foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agronômicas, pertencente à Universidade Estadual Paulista, Campus de Botucatu – SP, cujas coordenadas geográficas são de 22º 51’03” de latitude Sul e 48º 25’37” de longitude Oeste, com altitude media de 786 metros.
O clima da região é definido com o Clima Temperado (Mesotérmico), segundo critérios adotado por Köppen. Esta definição foi baseada em médias históricas de 27 anos (1971 a 1998) de observação feitas na Estação Agrometeorológica da Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp. A região é úmida, apresentando precipitação pluvial de aproximadamente 1516,8 milímetros e evapotranspiração média anual de 692 milímetros. A temperatura media anual é de 20,6 graus Celsius com temperaturas médias máxima e mínima, de 23,5 e 17,4 graus Celsius, respectivamente.
O trabalho foi desenvolvido em uma estufa plástica orientada geograficamente no sentido Nordeste-Sudoeste (Figura1). A estufa plástica era do tipo túnel com cobertura na forma de arco, apresentando as seguintes dimensões: largura de 7 metros, comprimento de 26 metros, altura do pé direito de 1,85 metros e central de 3,35 metros, cobertas longitudinalmente com filmes de polietileno aditivado, espessura de 100 micra. Nas
partes laterais e nos fundos foram colocados sombrites 40%. Na face frontal encontrava-se a porta que dava acesso ao interior da estufa.
Figura 1. Vista da estufa plástica mostrando local do experimento
5.2 O solo e suas características físicas e químicas
O solo do local foi classificado como Nitrossolo Vermelho Distrófico Latossólico A moderado textura média/argilosa, segundo a Unidade de Mapeamento Experimental (CARVALHO et al. 2000), e cujas características físicas (EMBRAPA, 1999) e químicas (RAIJ e QUAGGIO, 1983) estão apresentadas na tabela 2, e suas curvas características de retenção de água para profundidade de 0-20 e 20-40 cm estão representadas pelas figuras 2 e 3.
Tabela 2. Resultado da análise química do solo de 0 à 20 cm.
Análise química de macronutrientes
pH M.O. P H+Al K Ca Mg SB CTC V%
CaCL2 g dm-3 mg dm-3 --- mmol dm-3 --- %
6,4 25 296 16 4,4 72 27 103 103 86
Análise química de micronutrientes Análise Física
Boro Cobre Ferro Manganês Zinco Areia Silte Argila Densidade ---mg dm-3 --- Porcentagem g cm-1
*
Figura 2. Curva característica de retenção de água no solo para camada de 0-20 cm.
Figura 3. Curva característica de retenção da água no solo para a camada de 20-40 cm.
5.3 Adubação e plantio
Adubação de plantio foi baseada na recomendação do Instituto Agronômico de Campinas segundo RAIJ et al. (1996), seguindo os parâmetros encontrados na
análise química do solo constituindo-se de 40 kg ha-1 de nitrogênio, 100 kg ha-1 de fósforo e 20 kg ha-1 de potássio no plantio. 20 kg ha-1 de nitrogênio a cada 10 dias em 3 aplicações e 80 kg ha-1 de potássio em três aplicações a cada 10 dias.
5.4 Sistema de irrigação
O equipamento de irrigação utilizado foi composto por 2 reservatórios de 1000 litros, com cota superior a 12 m em relação à estufa, com linha principal de PVC de 25 mm de diâmetro externo, registro de gaveta de ½” hidrômetro, filtro de tela de 120 mesh, de ¾” regulador de pressão ¾” e manômetro para monitorar a pressão do sistema em 60 kPa atm. A linha principal estava ligada a 8 linhas secundárias com diâmetro externo de 1”. As linhas secundárias forneciam água às linhas de derivação de cada parcela, que estavam ligadas à três linhas de tubogotejadores existentes para cada parcela. O controle da irrigação foi feito por 8 registros de esfera de 1” instalados na saída da linha de derivação no cabeçal de controle como indicado nas figuras 4 e 5. O tubo gotejador utilizado, da marca “Queengil”, possuía diâmetro interno de 16,5 mm, espessura da parede de 0,2 mm, pressão de serviço de 30 a 100 kPa (sendo recomendadas as pressões de 50 a 70 kPa), pressão de ruptura acima de 400 kPa, espaçamento entre gotejadores de 0,30 m e vazão nominal a 0,5 kPa e 4,0 L h-1 m-1.
Figura 4. Cabeçal de controle com os registros para distribuição de água e fertilizantes para parcelas experimentais.
Figura 5. Esquema do sistema de irrigação, peças e acessórios utilizados no controle de aplicação de água.
No processo de fertirrigação a uniformidade de vazão dos emissores é muito importante para que toda a região de molhamento receba quantidades equivalentes de nutrientes fornecidos pela água de irrigação. A fim de verificar o coeficiente de uniformidade do sistema, avaliou-se, com duas repetições, a vazão em 32 pontos, funcionando o sistema por 10 minutos, coletando volumes superiores a 200 ml, e analisando a amplitude de variação das
vazões pra determinação do coeficiente de uniformidade (CUC), cujo valor para ser considerado adequado, deve ser superior a 85 (Vermeiren e Jobling, 1997).
5.5 Controle da irrigação
O turno de irrigação foi estabelecido em função da umidade existente no solo, determinada pela curva de retenção de água e potencial matricial do solo, determinado com a utilização de tensiômetros pela seguinte equação (Klar, citado por Dantas, 1997):
Ψ (m) = (-12,6 h + hc + Z) 0,0981 (Equação 1) Em que:
Ψ (m) = potencial matricial do solo (kPa)
h = coluna de mercúrio do manômetro (cm de Hg) hc = altura do nível de Hg em relação ao solo (cm) Z = Profundidade (cm)
A lâmina aplicada em função do monitoramento dos tensiômetros foi comparada com o método do tanque classe A, para cálculo da evapotranspiração da cultura, utilizando-se 100% do valor evaporado no tanque (kp) e eficiência de 90% para o sistema de irrigação (Ea).
A evapotranspiração da cultura é determinada pela equação:
ETc = Kc . Kp . Eca (Equação 2) Em que:
ETc = evapotranspiração da cultura (mm dia-1) Kc = coeficiente da cultura (adimensional) Kp = coeficiente do tanque (adimensional) Eca = evaporação do tanque Classe A (mm dia-1)
É valido lembrar que o Kp e o Kc da equação anterior, podem variar conforme as condições de ambiente, a cultura e seu estádio de desenvolvimento, Tais valores são citados por Marouelli et al. (1996).
A equação para determinar a lamina total necessária (LTN), através do turno de rega e a evapotranspiração da cultura, é:
Ea ETg Tr
LTN = ( . (Equação 3)
Em que:
LTN = lâmina total necessária (mm) Tr = turno de rega (dias)
ETg = evapotranspiração da cultura (mm dia-1)
Ea = eficiência de aplicação da água do sistema (adimensional)
Para determinar a lâmina total necessária,em função da tensão de água no solo, a equação é:
(
)
Z Da UI CC LTN . . 10 − = ... (Equação 4) Em que:LTN = lâmina total necessária (mm)
CC = capacidade de campo (% do peso seco)
UI = umidade de irrigação correspondente à tensão preestabelecida (% do peso seco)
Da = densidade aparente do solo (g cm-3)
Z = profundidade efetiva do sistema radicular da cultura (cm)
Após o cálculo da lâmina total necessária, o tempo de irrigação pode ser calculado pela equação:
(
)
q Si Sg LTN Ti= . . (Equação 5) Em que: Ti = tempo de irrigação (h)LTN = lâmina total Necessária (mm) Sg = espaçamento de gotejadores (m) Si = espaçamento entre linhas (m) q = vazão do gotejador (l/h)
5.6 Fertirrigação
A aplicação de adubação de cobertura via água de irrigação (Fertirrigação) foi realizada através de um reservatório de 50 litros, também colocado a 12 m de altura em relação à estufa, onde foram dissolvidos os fertilizantes. Este reservatório estava ligado à linha principal de irrigação e controlado por registro. Para realizar a fertirrigação, fechava-se o registro dos reservatórios maiores de água e abria-se o registro do reservatório pequeno, fazendo com que a solução (água+fertilizante) fosse conduzida por gravidade.
As fertirrigações foram divididas em 3 aplicações, sendo a primeira juntamente com o transplantio, a segunda 10 dias após o transplantio e a terceira com 28 dias após o transplantio, com pequenas variações de um ou dois dias para cada ciclo.
Foram aplicados na adubação de transplantio 110,16 g de nitrogênio por tratamento na forma de MAP, Krista e Sulfato de Amônia, 183g de fósforo por tratamento na forma de MAP e 73,44 g por tratamento na forma de Krista. Dez dias após o transplantio foi realizado a primeira adubação de cobertura e vinte dias após o transplantio, a segunda. Nas duas adubações de cobertura, foram aplicados 36,7g por tratamento de nitrogênio na forma de Krista e Sulfato de Amônia e 55,08 g por tratamento de potássio na forma Krista (Hydro).
Todos os fertilizantes foram previamente pesados e separados em saquinhos plásticos. As misturas eram pré-realizadas em um balde plástico com 10 litros de água, e em seguida despejadas na caixa de fertirrigação, totalizando 40 litros de solução fertilizante, usados para fertirrigar 4 parcelas de cada tratamento no caso primeiro ciclo, e para todas as parcelas nos demais ciclos. O tempo médio para escoamento total dos 40 litros de solução era de 15 minutos com pressão entre 50 e 60 kPa, medidas na entrada da linha principal da estufa.
A eficiência da fertilização aumenta se o solo estiver úmido e posteriormente é conveniente lavar a tubulação e levar o fertilizante à profundidade do sistema radicular da cultura (Frizzone et al., 1993), portanto as fertilizações eram precedidas de irrigações de 5 minutos, e ao término destas, deixava-se irrigar por mais 10 minutos.
5.7 Tratamentos utilizados
Os tratamentos para o primeiro ciclo de cultivo foram 4 potenciais de irrigação, 45kPa, 35kPa, 28kPa e 20kPa. Nos demais ciclos foram consideradas 4 diferentes épocas de cultivo ao longo do ano (Tabela 3), com o potencial de 35kPa, para todos os tratamentos.
5.8 Período experimental
Foram cultivadas três variedades de alface, americana, crespa e lisa, durante o período de maio de 2004 a abril de 2005. Os períodos de cultivos estão indicados na tabela 3.
Tabela 3. Épocas de cultivos das três variedades de alface ao longo do ano. Colheita Trat.* Semeadura Transplantio
Lisa Crespa Americana
1º Ciclo época 1 13 mai 2004 28 mai 2004 04 jul 2004 06 jul 2004 10 jul 2004 2º Ciclo época 2 06 jul 2004 23 jul 2004 04 set 2004 06 set 2004 07 set 2004 3º Ciclo época 3 06 set 2004 27 set 2004 13 nov 2004 15 nov 2004 15 nov 2004 4º Ciclo época4 03 fev 2005 25 fev 2005 07 abr 2005 02 abr 2005 06 abr 2005
* Tratamento
5.9 Instalação do experimento
Na figura 6 está representada, esquematicamente, a localização dos canteiros com as linhas de cultivo da alface, os minievaporímetros, tanque Classe A e o termohigrógrafo.
Figura 6. Representação esquemática da localização e disposição dos equipamentos na estufa plástica.
5.10 Evaporímetros e Tanque Classe A
Com o objetivo de estudar o comportamento espacial da distribuição de energia dentro da estufa, foram instalados 132 minievaporímetros (Figura 6 e 7) distantes entre si de 2,0 m no sentido longitudinal e 2,10 m no sentido transversal da estufa, distribuídos em três níveis de alturas 0,40, 0,80 e 1,20 m. O minievaporímetro consistia de um recipiente plástico de volume 1,0 L. Para determinação das lâminas evaporadas nos minievaporímetros, estes eram preenchidos com 500 ml de água cada, e uma vez por semana a água resultante em cada minievaporímetro foi medida e o frasco novamente preechido com 500 ml de água. Por
diferença da água colocada toda semana, com a água resultante, foi determinada a evaporação semanal dentro da estufa. As leituras eram feitas todos os sábados no período da tarde.
Figura 7. Detalhe do minievaporímetro utilizado para medição da evaporação e espacialização da distribuição da energia no ambiente.
O tanque Classe A foi instalado no centro da estufa em frente ao termohigrógrafo. Os dados externos de evaporação do tanque Classe A foram obtidos da estação meteorológica da Faculdade de Ciências Agronômicas distante cerca de 400 metros do local do experimento. A leitura da evaporação do tanque foi realizada com auxílio de um parafuso micrométrico de precisão 0,2 mm e acompanhado por uma bureta e um fio de nylon (marcação de nível). Para os períodos onde os dados foram perdidos ou ocorreu a inviabilização das leituras, estas foram estimadas baseados em análises de regressão e correlação dos dados existentes, com o ambiente externo, obtidos na estação meteorológica.
5.11 Temperatura e umidade relativa do ar
Os dados de temperatura e umidade do ar foram registrados na estufa, com o uso de um Termohigrógrafo, modelo Dickson, com precisão mínima de 95%, instalado em abrigo meteorológico apropriado e posicionado próximo ao centro da estufa, a uma altura
de 1,5 m, conforme representado na figura 8. O registro de temperatura e da umidade relativa no termohigrógrafo foi feito continuamente, 24 horas por dia.
Figura 8. Termohigrógrafo utilizado para medição de temperatura e umidade relativa dentro do abrigo meteorológico.
Após o levantamento dos dados, determinaram-se as temperaturas e umidades relativas de ar, máximas e mínimas, e, a partir destas, as médias em cada dia considerado durante o período experimental. Foram obtidos os dados externos de temperatura e umidade relativa do ar na estação meteorológica da Faculdade de Ciências Agronômicas.
5.12 Avaliação da cultura
Durante o experimento foram realizadas coletas de massa fresca e determinação posterior da massa seca, contagem de folhas, determinação da área foliar no final de cada um dos ciclos da cultura, peso de cabeça da alface americana e determinação do diâmetro de cabeça.
A produtividade foi analisada através do peso fresco e seco totais da parte aérea e da “cabeça”, para a alface americana, coletadas no final de cada ciclo de
desenvolvimento da cultura ao longo do ano. Com relação a qualidade de “cabeça” foram analisados o peso fresco e o diâmetro, com três amostras por parcela.
As coletas foram realizadas cortando-se as plantas bem rente ao solo e levando-as imediatamente para pesagem e determinação do número de folhas e da dimensão da cabeça para alface americana. Em seguida foram, colocadas em estufa de ventilação forçada a 60º C até peso constante para determinação da massa seca.
5.13 Análise estatística
Foi empregado o delineamento experimental de Blocos Casualizados com parcelas subdivididas, com quatro tratamentos e quatro repetições.
Cada parcela experimental foi representada por um canteiro de 1,20 m de largura por 6 metros de comprimento, portanto uma área de 7,2 m2. Cada parcela foi subdividida em três para o cultivo das três diferentes variedades, espaçadas de 0,30 m entre linha de cultivo e 0,30 entre plantas.
O espaçamento entre canteiros vizinhos foi de 0,60 m e contínuo entre parcelas.
Para os demais ciclos de desenvolvimento avaliou-se a produtividade das três variedades em diferentes épocas de plantio, com o mesmo potencial.
Os dados de evaporação dos minievaporímetros tiveram avaliação espacial com e sem o cultivo da alface durante um ciclo de desenvolvimento da cultura e igual período sem cultura alguma na estufa. Os dados ainda foram correlacionados com o mapa de produtividade médio referenciado e espacializado dentro da estufa ao longo do desenvolvimento do trabalho.
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 Estufa
Para a execução deste trabalho, o ambiente protegido mostrou-se viável para o desenvolvimento da cultura frente às adversidades climáticas, principalmente em períodos em que as variáveis agrometeorológicas atingiram valores extremos.
Apesar de inúmeras vantagens como proteção da cultura à chuva, insetos, menor velocidade do vento e radiação solar difusa mais elevada, o ambiente protegido apresentou elevadas temperaturas do ar, dependendo da época do ano chegando até 40ºC durante o dia, e à noite apresentando baixas temperaturas com temperatura do ar mínima de 9ºC. Resultados similares foram encontrados por Santos (2001), Martinez Garcia (1996) e Farias et al (1993b). Também de acordo com Seemann (1979) e Prados (1986), este comportamento em abrigos protegidos com polietileno de baixa densidade ocorre, porque a temperatura do ar está relacionada com o balanço de energia, que é negativo durante a noite, e que pode ser afetado principalmente pelo volume e tamanho do ambiente, em relação ao campo.
6.2 Parâmetros Agrometeorológicos
Os valores médios diários de temperatura e umidade relativa do ar a campo, observados durante o período de avaliação estão apresentados na figura 9. A Umidade relativa média mensal, durante o primeiro ciclo foi de aproximadamente 62,5%, 50% para o segundo ciclo, 54% para o terceiro ciclo e de 61% para o quarto ciclo. As temperaturas médias mensais foram de 15,5, 18,2, 20,3 e 21,8ºC para o primeiro, segundo, terceiro e quarto ciclo respectivamente. Meses do ano jan/04fev/04mar/0 4 abr/0 4 mai/0 4 jun/04jul/0 4 ago/0 4 set/0 4 out/0 4 nov/0 4 dez/0 4 jan/05fev/05mar/0 5 abr/0 5 mai/0 5 jun/05jul/0 5 ago/0 5 set/0 5 out/0 5 Tem peratura Média me nsal ( 0 C) 10 20 30 40 50 60 70 80 Umid ade relativ a (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 Temperatura média Umidade relativa
Figura 9. Temperatura e Umidade relativa media do ar a campo.
Na figura 10 observa-se a indicação dos períodos de cultivo das variedades de alface, com as temperaturas médias para os períodos, dentro e fora do ambiente protegido, e a variação da evaporação do tanque Classe A.
Meses doano jan/04fev/04mar/0 4 abr/0 4 mai/0 4
jun/04jul/04ago/0 4 set/0 4 out/0 4 nov/4dez/0 4 jan/05fev/05mar/0 5 abr/0 5 mai/0 5
jun/05jul/05ago/0 5 set/0 5 out/0 5 Ev apor ação do tan que Classe A (mm dia -1 ) 0 5 10 15 20 25 Te mperatura média men s al ( 0 C) 0 5 10 15 20 25
Temp. média a campo Evap. média diária a campo Temp. média na estufa Evap.média diária na estufa
1o ciclo
2o ciclo
3o ciclo
4o ciclo
intervalo
Figura 10. Evaporação do Tanque Classe A e temperatura média, dentro e fora do ambiente protegido
Pezzopane et al (1995) relatam que o valor médio da temperatura mínima do ar no interior de estufas cobertas com polietileno de baixa densidade tende a ser igual, ou ligeiramente superior quando comparada ao ambiente externo. As médias de temperatura para cada ciclo de desenvolvimento no ambiente protegido foram de 17ºC, 19ºC, 20º e 20,5º para o 1º, 2º, 3º e 4º ciclo de desenvolvimento da cultura respectivamente.
A umidade relativa do ar foi inversamento proporcional à temperatura do ar. Isso mostrou que os valores médios diários de umidade relativa do ar no interior da estufa estiveram relacionados aos valores de temperatura do ar, concordando com Santos (2001) e Prados (1996). Desta forma, na estufa, a elevação da temperatura do ar durante o dia, em que o balanço de energia é positivo, reduz os valores de umidade relativa do ar, tornando- os muitas vezes, nas horas mais quentes do dia, inferior aos valores observados a campo. Na figura 11 observa-se as variações dentro e fora do ambiente protegido, e a temperatura média para o primeiro ciclo, quando diferentes potenciais foram aplicadas à cultura.
Datas 24/5/04 31/5/04 7/6/04 14/6/04 21/6/04 28/6/04 5/7/04 12/7/04 T e m per atur a ( º C) , Um id a de Rel a ti va ( % ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temp. média estufa Temp. média campo
Umidade relativa estufa
Umidade Relativa campo 1º Ciclo
Figura 11. Temperatura e umidade relativa, interna e externa ao ambiente protegido, para o primeiro ciclo de cultivo, de maio a julho
6.2.2 Valores médios diários de evaporação no Taque Classe A
Os resultados apresentados na figura 12 mostram que os valores médios de evaporação do Tanque Classe A apresentaram comportamento similares aos valores observados de temperatura do ar. Durante os meses com valores de temperaturas de ar mais elevadas e umidades relativas baixas, houve tendência de aumentar a evaporação, bem como nos dias de valores de temperatura do ar menores e umidade relativa do ar elevada, ocorreram reduções. Os dados de evaporação do Tanque Classe A para o 4º ciclo não foram coletados.
Meses (2004)
mai jun jul ago set out nov dez
E v apor aç ão ( m m ) 0 1 2 3 4 5 6 7
Figura 12. Evaporação do Tanque Classe A para os três primeiros ciclos de cultivo.
Observou-se um aumento gradativo da evaporação no período de transição do inverno para primavera, principalmente devido a influência das temperaturas mais elevadas durante esta estação.
A evaporação média diária do tanque Classe A, no primeiro ciclo de desenvolvimento foi de 1,93 mm dia-1, para o segundo ciclo de 3,28 mm dia-1 e 3,59 mm dia-1 no terceiro ciclo. Santos (2001) encontrou valores de evaporação do Tanque Classe A mais baixos, no interior de ambientes protegidos para épocas semelhantes do ano. Possivelmente as variações de temperatura do ar e mesmo períodos de precipitação diferenciados.
O aumento na temperatura do ar influi consideravelmente na intensidade de evaporação em virtude da maior quantidade de vapor d’água presente no mesmo volume de ar, por isso, quanto maior a umidade do ar, menor a intensidade de evaporação.
6.3 Distribuição da evaporação no ambiente protegido
A evaporação e a distribuição da energia no interior de túneis plasticos são difíceis de serem estudadas por não haver uma metodologia prática e de baixo custo já estabelecida. Entretanto, o uso de minievaporímetros, uniformemente distribuídos no interior do ambiente protegido, ou mesmo a campo, se mostrou uma metodologia simples e bastante útil no estudo da distribuição de energia, uma vez que a evaporação pode ser convertida em energia.
Analisando-se a distribuição espacializada da evaporação nos minievaporímetros, no período de 7 de maio a 16 de setembro, basicamente final do outono e inverno, pode-se constatar que ocorreu uma variação espacial na evaporação do ambiente, bem como diferenças estatísticas entre as médias nas diferentes alturas de instalação dos minievaporímetros, como observados na figura 13. A diferença mínima significativa pelo teste é apresentada na tabela 4. Datas 07/05 a 1 5/05 28/05 a 0 4/06 18/06 a 2 5/06 09/07 a 1 6/07 30/07 a 0 6/08 20/08 a 2 7/08 09/09 a 1 6/09 E v ap or aç ão sem a n a l ( m m ) 0 5 10 15 20 25 30 40 cm 80 cm 120 cm a a b a a b a a b a b ab a a a ab a b a b b
Figura 13. Evaporação semanal para os períodos indicados, em três níveis de instalação, com as diferenças significativas ao teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro.
Tabela 4. Diferença mínima significativa pelo teste de Tukey. 7 a 15 de maio 28 de maio a 4 de junho 18 a 25 de junho 09 a 16 de julho 30de julho a 6 de agosto 20 a 27 de agosto 9 a 16 de setembro DMS* 0,517 0,726 0,649 1,224 0,877 1,224 0,602
* Diferença Mínima significatica a 5% de probabilidade de erro pelo teste de Tukey.
Para os minievaporímetros instalados a 40, 80 e 120 cm do solo, constatou-se uma variação semanal de 20,35, 20,50 e 18,66mm respectivamente para a semana de 7 a 15 de maio, apresentando maior evaporação significativa pelo teste de Tukey, para as