Estimativa de rendimento e viabilidade econômica da soja irrigada | Estimation of yield and economic viability of irrigated soybeans

Water is one of the most important inputs in agricultural production and a determinant of crop productivity. Adequate irrigation management aims the efficiency in water use, providing an increase in the productivity of the water, at the same time that it propitiates economic return to the irrigated areas. Thus, the present study aimed to (a) simulate the soil water balance for different irrigation management strategies by determining the basal crop coefficient (Kcb) and soil evaporation coefficient (Ke), (b) to evaluate the combined effect on soil evaporation (Es) and crop transpiration (Tc) and, (c) to predict grain yield (Y), water productivity (WP), irrigated water productivity (WPI) and economic return (RE) of soybean crop yields for different levels of soil water deficit and product price quotations. The experiment was conducted in an experimental area of the Irriga® System (DER/CCR), at the Federal University of Santa Maria, state of Rio Grande do Sul, Brazil. The study was carried out inside a rainout shelter, whose objective was to control the water deficit applied to the different treatments. The experimental design was fully randomized, with four irrigation management levels, named T80, T70, T60 and T50 (80, 70, 60 and 50% of the total soil available water - TAW, respectively), with three replications. The soil water content was daily measured with a set of FDR (Reflectometry in Frequency Domain) sensors. Morphological characteristics were evaluated during the crop cycle and, at harvest, the yield components were determined. The SIMDualKc model was used to simulate the soil water balance, to calibrate and validate Kcb and Ke coefficients. Statistical results show that the SIMDualKc model was effective in simulating the water balance with values of b0, ranging from 0.96 and 0.99, with a mean square error (RMSE) < 8.30 mm, and PBIAS ranging from 0.90 to 3.65%, which slightly underestimate the ASW values. The initial, mid-season and end-season Kcb were calibrated and validated at 0.15, 1.00 and 0.10, respectively. The Es represented approximately 30% of ETc, due to the absence of surface residues and frequent soil wetting. The results also have shown that the grain yield can be simulated from the Tc, since that the water-yield factor (Ky) is properly calibrated. WPI was higher in T50 treatment, while WP was higher in T80 treatment. The best economic return was found for the T80 and with a sale price of R$ 70.00 per bag of 60 kg, resulting in an ER of R$ 3151.80 per hectare. The T50, on the other hand, when considering a sale price of R$ 50.00 per bag of 60 kg, resulted in a negative economic return of R$ 27.10 per hectare.

A água é um dos insumos mais importantes na produção agrícola e determinante na produtividade da cultura. Um adequado gerenciamento da irrigação visa a eficiência no uso da água, proporcionando o aumento na produtividade da água, ao mesmo tempo em que propicia retorno econômico ao irrigante. Assim, o presente estudo teve como objetivos (a) simular o balanço hídrico do solo em diferentes estratégias de manejo de irrigação determinando os coeficientes de cultura basal (Kcb) e de evaporação (Ke), (b) avaliar o efeito combinado na evaporação da água do solo (Es) e transpiração da cultura (Tc) e, (c) predizer o rendimento de grãos, produtividade da água (WP), produtividade da água irrigada (WPI) e retorno econômico (RE) da cultura da soja para diferentes níveis de déficit hídrico e cotações de preço. O experimento foi conduzido em área experimental do Sistema Irriga® (DER/CCR), na Universidade Federal de Santa Maria, estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O estudo foi desenvolvido no interior de uma cobertura móvel, tipo rainout shelter, cujo objetivo era o de controlar o déficit hídrico aplicado aos experimentos. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualisado, com quatro níveis de manejo da irrigação, denominados T80, T70, T60 e T50 (80, 70, 60 e 50% do total de água disponível no solo – TAW, respectivamente), com três repetições. O conteúdo de água no solo foi medido diariamente, com sensores FDR (Reflectometria no Domínio da Frequência). Características morfológicas foram avaliadas durante o ciclo da cultura e, na colheita, determinou-se os componentes de rendimento. O modelo SIMDualKc foi utilizado para simular o balanço hídrico do solo, calibrar e validar o Kcb e o Ke. Resultados estatísticos demonstram que o modelo SIMDualKc foi eficaz na simulação do balanço hídrico com valores de b0, entre 0,96 e 0,99, RMSE entre 5,30 e 8,30, e PBIAS entre 0,90 e 3,65, com leve subestimação dos valores de ASW. Os Kcb inicial, médio e final foram calibrados e validados em 0,15, 1,00 e 0,10 respectivamente. A Es do solo representou aproximadamente 30% da ETc, devido à ausência de resíduos na superfície e umedecimento frequente do solo. Os resultados demonstram ainda que o rendimento de grãos pode ser simulado a partir da Tc, desde que o fator água-rendimento (Ky) seja devidamente calibrado. A WPI foi maior no tratamento T50, enquanto a WP foi maior no tratamento T80. O melhor retorno econômico encontrado foi no T80 e com preço de venda de R$ 70,00, resultando em R$ 3151,80 por hectare. O T50, em contrapartida, quando se considerou preço de venda de R$ 50,00, resultou em retorno econômico negativo de R$ 27,10 por hectare.