Avaliação do potencial de aumento de produtividade e economia de água e energia na irrigação de precisão | Assessment of the potential to increase crop yield and the water and energy saving in precision irrigation

A irrigação de precisão é uma tecnologia com grande potencial de contribuir com a segurança alimentar e com a redução de uso de água na agricultura. Apesar de serem reconhecidos seus benefícios para a agricultura irrigada, estes são, ainda, abstratos, por serem poucos quantificados, contribuindo para a baixa aceitação/implantação dessa tecnologia de irrigação pelos seus usuários. Com isso, torna-se imprescindível a quantificação dos benefícios do uso da irrigação de precisão na agricultura irrigada. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a economia de água e energia e o potencial de aumento de produtividade da cultura de soja em sistema de irrigação de precisão com pivô central. O estudo foi realizado em dois sistemas de irrigação por pivô central, situados na Bacia Hidrográfica do Rio Buriti Vermelho, PivoBHBV, e na Bacia Hidrográfica do Alto Paranapanema, PivoBHALPA. A partir de dados físico- hídricos do solo levantados nas áreas de estudo, foi realizada uma análise geoestatística, para verificação da variabilidade espacial desses atributos, seguido da interpolação dos dados por meio da Krigagem simples. A interpolação foi feita considerando pixels de 5x5, 10x10 e 15x15 m. Para fins de avaliação da economia de água e energia e do potencial aumento de produtividade proveniente da utilização do manejo de irrigação de precisão, fez-se a comparação com o manejo de irrigação convencional, na qual considerou o manejo realizado com base no menor, na média e no maior valor de água disponível no solo. Para fins de avaliação, foi implementado também a utilização de zonas de manejo de irrigação, construídas com base na água disponível no solo. A simulação de todas as estratégias de manejo de irrigação foi realizada através do módulo de irrigação de precisão do software Manejo de Simulação de Estratégias de Irrigação. Na simulação considerou-se quatro datas de semeadura da cultura da soja em um ano chuvoso e um ano seco. Foi realizada ainda uma análise econômica, com o intuito de avaliar o potencial de aumento de lucratividade com o uso da irrigação de precisão. Os resultados obtidos para o PivoBHBV demonstraram que o uso da irrigação de precisão comparada ao manejo convencional, nas condições avaliadas, atingiu potenciais de economia de água e energia e de aumento de produtividade, respectivamente, de 7,9; 10,7 e 23,7%, no ano chuvoso, e de 7,6; 8,9 e 14,9%, no ano seco. Para o PivoBHALPA, a irrigação de precisão comparado comparada ao manejo convencional atingiu potenciais de economia de água e energia e de aumento de produtividade, respectivamente, de 23,3; 25,3 e 25,1%, no ano chuvoso, e de 17,0; 17,9 e 16,2%, no ano seco. Nos dois pivôs estudados, os resultados obtidos com uso de zonas de manejo de irrigação foram semelhantes aos obtidos pela irrigação de precisão, cujos potenciais benefícios avaliados foram próximos de zero. O potencial de aumento de lucratividade da cultura da soja com o uso da irrigação de precisão nos anos chuvoso e seco foram de 106,2% e 67,1% para o PivoBHBV, e 96,8% e 62,5% para o PivoBHALPA, respectivamente. Palavras-chave: Demanda energética. Eficiência de irrigação. Irrigação a taxa variada. Modelo de simulação. Produtividade potencial. Recursos hídricos.

Precision irrigation is a technology with great potential to contribute to food security and reduce water use in agriculture. Although their benefits for irrigated agriculture are recognized, they are still abstract, as they are few quantified, contributing to the low acceptance/implantation of this irrigation technology by its users. Thus, it is essential to quantify the benefits of using precision irrigation in irrigated agriculture. The objective of the present work was to evaluate the water and energy savings and the potential to increase crop yield of the soybean crop in a precision irrigation system with central pivot. The study was carried out in two central pivot irrigation systems, located in the Buriti Vermelho River Basin, PivoBHBV, and in the Alto Paranapanema River Basin, PivoBHALPA. Based on physical-hydric data from the soil surveyed in the study areas, a geostatistical analysis was performed to verify the spatial variability of these attributes, followed by the interpolation of the data using simple Kriging. The interpolation was performed considering pixels of 5x5, 10x10 and 15x15 m. For the purpose of assessing water and energy savings and the potential increase crop yield resulting from the use of precision irrigation management, a comparison was made with conventional irrigation management, in which the management carried out based on the smallest, in average and the highest amount of water available in the soil. For evaluation purposes, the use of irrigation management zones, built on the basis of water available in the soil, was also implemented. The simulation of all irrigation management strategies was carried out using the precision irrigation module of the Irrigation Strategy Simulation Management software. In the simulation, four soybean sowing dates were considered in a rainy year and a dry year. An economic analysis was also carried out in order to assess the potential for increased profitability with the use of precision irrigation. The results obtained for PivoBHBV demonstrated that the use of precision irrigation compared to conventional management, under the conditions evaluated, reached potential water and energy savings and potential increase crop yield, respectively, of 7.9, 10.7 and 23.7%, in the rainy year, and 7.6, 8.9 and 14.9%, in the dry year. For PivoBHALPA, precision irrigation compared to conventional management reached potential water and energy savings and increased productivity, respectively, of 23.3, 25.3 and 25.1%, in the rainy year, and of 17.0, 17.9 and 16.2%, in the dry year. In the two studied pivots, the results obtained with the use of irrigation management zones were similar to those obtained by precision irrigation, whose evaluated potentials were close to zero. The potential for increasing profitability of the soybean crop with the use of precision irrigation in the rainy and dry years were 106.2% and 67.1% for PivoBHBV, and 96.8% and 62.5% for PivoBHALPA, respectively. Keywords: Energy demand. Irrigation efficiency. Variable rate irrigation. Simulation model. Potential productivity. Water resources.

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