Irrigação - Irrigation

O centro de um sistema de irrigação de pivô central
As fugas em micro-irrigação linhas de gotejamento

A irrigação é o processo artificial de aplicação de quantidades controladas de água para a terra para auxiliar na produção de culturas , mas também para crescer paisagem plantas e relvados, em que pode ser conhecido como rega . A irrigação ajuda a cultivar safras agrícolas, manter as paisagens e revegetar os solos perturbados em áreas secas e durante os períodos de chuva abaixo da média. A irrigação também tem outros usos na produção agrícola, incluindo proteção contra geadas, suprimindo o crescimento de ervas daninhas em campos de grãos e evitando a consolidação do solo . Em contraste, a agricultura que depende apenas da chuva direta é chamada de sequeiro . A microirrigação usa menos pressão e fluxo de água do que a irrigação aérea. A irrigação por gotejamento escorre na zona da raiz.

Os sistemas de irrigação também são usados ​​para resfriar o gado , supressão de poeira , eliminação de esgoto e na mineração . A irrigação é frequentemente estudada em conjunto com a drenagem , que é a remoção da água superficial e subterrânea de um determinado local.

Canal de irrigação em Osmaniye , Turquia
Irrigação por aspersão de mirtilos em Plainville, Nova York , Estados Unidos

A irrigação tem sido uma característica central da agricultura por mais de 5.000 anos e é o produto de muitas culturas. Historicamente, foi a base para economias e sociedades em todo o mundo, da Ásia às Américas.

História

Irrigação movida a animais, Alto Egito, ca. 1846

A investigação arqueológica encontrou evidências de irrigação em áreas sem chuva natural suficiente para apoiar as culturas para a agricultura de sequeiro . O primeiro uso conhecido da tecnologia data do 6º milênio AEC, no Khuzistão, no sudoeste do atual Irã.

A irrigação era usada como meio de manipulação da água nas planícies aluviais da civilização do vale do Indo , cuja aplicação se estima ter começado por volta de 4.500 aC e aumentou drasticamente o tamanho e a prosperidade de seus assentamentos agrícolas. A Civilização do Vale do Indo desenvolveu sistemas sofisticados de irrigação e armazenamento de água, incluindo reservatórios artificiais em Girnar datados de 3000 aC e um sistema de irrigação de canal antigo de c. 2600 AC. A agricultura em grande escala era praticada, com uma extensa rede de canais usados ​​para fins de irrigação.

Os fazendeiros da planície mesopotâmica usavam irrigação pelo menos desde o terceiro milênio AEC. Eles desenvolveram irrigação perene , regando regularmente as plantações ao longo da estação de cultivo, obtendo água através de uma matriz de pequenos canais formados no campo. Os antigos egípcios praticavam a irrigação da bacia usando as enchentes do Nilo para inundar terrenos que eram cercados por diques. A água da enchente permaneceu até que o sedimento fértil assentasse antes que os engenheiros devolvessem o excedente ao curso de água . Há evidências do antigo faraó egípcio Amenemhet III na décima segunda dinastia (cerca de 1800 aC ) usando o lago natural do Oásis Faiyum como reservatório para armazenar o excedente de água para uso durante as estações secas. O lago inchou anualmente com a inundação do Nilo .

Jovens engenheiros restaurando e desenvolvendo o antigo sistema de irrigação mogol em 1847 durante o reinado do imperador mogol Bahadur Shah II no subcontinente indiano

Os Antigos Núbios desenvolveram uma forma de irrigação usando um dispositivo semelhante a uma roda d' água chamada sakia . A irrigação começou na Núbia em algum momento entre o terceiro e o segundo milênios aC. Dependia muito das águas da enchente que fluiriam através do rio Nilo e de outros rios no que hoje é o Sudão.

Irrigação em Tamil Nadu, Índia

Na África Subsaariana, a irrigação alcançou as culturas e civilizações da região do rio Níger no primeiro ou segundo milênio aC e foi baseada em enchentes na estação chuvosa e coleta de água.

Evidência de irrigação de terraço ocorre na América pré-colombiana, início da Síria, Índia e China. No Vale Zana da Cordilheira dos Andes, no Peru , os arqueólogos encontraram vestígios de três canais de irrigação com radiocarbono datados do 4º milênio AEC , do 3º milênio AEC e do século 9 DC . Esses canais fornecem o registro mais antigo de irrigação no Novo Mundo . Traços de um canal possivelmente datando do 5º milênio AEC foram encontrados sob o canal do 4º milênio.

A antiga Pérsia (atual Irã ) usava irrigação já no 6º milênio aC para cultivar cevada em áreas com chuva natural insuficiente. Os Qanats , desenvolvidos na antiga Pérsia por volta de 800 aC, estão entre os métodos de irrigação mais antigos conhecidos ainda em uso hoje. Eles agora são encontrados na Ásia, Oriente Médio e Norte da África. O sistema compreende uma rede de poços verticais e túneis de declive suave conduzidos nas encostas das falésias e de colinas íngremes para captar as águas subterrâneas. A noria , uma roda d'água com potes de barro ao redor da borda movida pelo fluxo do riacho (ou por animais onde a fonte de água ainda era), começou a ser usada por volta dessa época entre os colonos romanos no norte da África. Por volta de 150 aC, os potes foram equipados com válvulas para permitir um enchimento mais suave à medida que eram forçados a entrar na água.

Sri Lanka

As obras de irrigação do antigo Sri Lanka , as primeiras datando de cerca de 300 aC no reinado do rei Pandukabhaya , e em desenvolvimento contínuo pelos mil anos seguintes, foram um dos sistemas de irrigação mais complexos do mundo antigo. Além dos canais subterrâneos, os cingaleses foram os primeiros a construir reservatórios totalmente artificiais para armazenar água. Esses reservatórios e sistemas de canais eram usados ​​principalmente para irrigar os arrozais , que requerem muita água para o cultivo. A maioria desses sistemas de irrigação ainda existe sem danos até agora, em Anuradhapura e Polonnaruwa , por causa da engenharia avançada e precisa. O sistema foi amplamente restaurado e estendido durante o reinado do rei Parakrama Bahu (1153–1186 EC ).

China

Dentro de um túnel Karez em Turpan , Xinjiang , China

Os mais antigos engenheiros hidráulicos conhecidos da China foram Sunshu Ao (século 6 aC) do período de primavera e outono e Ximen Bao (século 5 aC) do período dos Reinos Combatentes , os quais trabalharam em grandes projetos de irrigação . Na região de Sichuan pertencente ao estado de Qin da China antiga, o Sistema de Irrigação Dujiangyan desenvolvido pelo hidrólogo e engenheiro de irrigação chinês Li Bing foi construído em 256 aC para irrigar uma vasta área de terras agrícolas que hoje ainda fornece água. Por volta do século 2 DC, durante a Dinastia Han , os chineses também usavam bombas de corrente que elevavam a água de uma elevação inferior para uma superior. Eles eram movidos por pedal manual, rodas d' água hidráulicas ou rodas mecânicas giratórias puxadas por bois . A água foi usada para obras públicas , fornecendo água para bairros residenciais urbanos e jardins do palácio, mas principalmente para irrigação de canais de terras agrícolas e canais nos campos.

Coréia

A Coreia , Jang Yeong-sil , um engenheiro coreano da Dinastia Joseon , sob a direção ativa do rei Sejong , o Grande , inventou o primeiro pluviômetro do mundo, uryanggye ( coreano : 우량계 ) em 1441. Foi instalado em tanques de irrigação como parte de um sistema nacional para medir e coletar chuvas para aplicações agrícolas. Com esse instrumento, planejadores e agricultores puderam fazer melhor uso das informações coletadas na pesquisa.

América do Norte

Vala de irrigação no Condado de Montour , Pensilvânia , EUA

O primeiro sistema de canal de irrigação agrícola conhecido na área dos Estados Unidos atual data entre 1200 aC e 800 aC e foi descoberto pela Desert Archaeology, Inc. em Marana, Arizona (adjacente a Tucson) em 2009. O canal de irrigação sistema é anterior à cultura Hohokam em dois mil anos e pertence a uma cultura não identificada. Na América do Norte, os Hohokam eram a única cultura conhecida por depender de canais de irrigação para regar suas plantações, e seus sistemas de irrigação sustentavam a maior população do sudoeste por volta de 1300 DC. Os Hohokam construíram uma variedade de canais simples combinados com açudes em seus vários atividades agrícolas. Entre os séculos 7 e 14, eles construíram e mantiveram extensas redes de irrigação ao longo dos rios Sal inferior e médio Gila, que rivalizavam com a complexidade das usadas no antigo Oriente Próximo, Egito e China. Eles foram construídos usando ferramentas de escavação relativamente simples, sem o benefício de tecnologias avançadas de engenharia, e alcançaram quedas de alguns pés por milha, equilibrando a erosão e o assoreamento. Os Hohokam cultivavam variedades de algodão, tabaco, milho, feijão e abóbora, além de colher uma variedade de plantas silvestres. No final da Sequência Cronológica Hohokam, eles também usaram sistemas extensos de cultivo de sequeiro, principalmente para cultivar agave para alimentação e fibra. Sua confiança em estratégias agrícolas baseadas na irrigação por canal, vital em seu ambiente desértico pouco hospitaleiro e clima árido, forneceu a base para a agregação de populações rurais em centros urbanos estáveis.

América do Sul

Os canais de irrigação mais antigos conhecidos nas Américas estão no deserto do norte do Peru, no vale de Zaña, próximo ao vilarejo de Nanchoc . Os canais foram radiocarbonados datados de pelo menos 3400 aC e possivelmente tão antigos quanto 4700 aC Os canais da época irrigavam plantações como amendoim , abóbora , mandioca , chenópodes , um parente da quinua e, posteriormente, milho .

Extensão atual

Parcela de terras agrícolas irrigadas (2015)

No ano 2000, a terra fértil total era de 2.788.000 km 2 (689 milhões de acres) e estava equipada com infraestrutura de irrigação em todo o mundo. Cerca de 68% dessa área está na Ásia, 17% nas Américas, 9% na Europa, 5% na África e 1% na Oceania. As maiores áreas contíguas de alta densidade de irrigação são encontradas:

  • No norte e no leste da Índia e no Paquistão, ao longo dos rios Ganges e Indus
  • Nas bacias de Hai He, Huang He e Yangtze, na China
  • Ao longo do rio Nilo no Egito e no Sudão
  • Na bacia do rio Mississippi-Missouri, no Sul das Grandes Planícies e em partes da Califórnia nos Estados Unidos

Áreas menores de irrigação estão espalhadas por quase todas as partes populosas do mundo.

Jardins aquáticos em Sigiriya , Sri Lanka

Em 2012, a área de terra irrigada aumentou para um total estimado de 3.242.917 km 2 (801 milhões de acres), que é quase do tamanho da Índia. A irrigação de 20% das terras agrícolas responde pela produção de 40% da produção de alimentos.

Tipos de irrigação

Existem vários métodos de irrigação. Eles variam em como a água é fornecida às plantas. O objetivo é aplicar a água nas plantas da forma mais uniforme possível, para que cada planta tenha a quantidade de água de que necessita, nem de mais nem de menos. A irrigação também pode ser entendida se é complementar à chuva, como acontece em muitas partes do mundo, ou se é ' irrigação completa ', em que as culturas raramente dependem de qualquer contribuição das chuvas. A irrigação completa é menos comum e só acontece em paisagens áridas com chuvas muito baixas ou quando as safras são cultivadas em áreas semi-áridas fora de qualquer estação chuvosa.

Irrigação de superfície

Bacia de irrigação de inundação de trigo

A irrigação de superfície, também conhecida como irrigação por gravidade, é a forma mais antiga de irrigação e está em uso há milhares de anos. Em sistemas de irrigação de superfície ( sulcos, inundações ou bacias niveladas ), a água se move pela superfície de um terreno agrícola para umedecê-lo e se infiltrar no solo. A água se move seguindo a gravidade ou a inclinação do terreno. A irrigação de superfície pode ser subdividida em irrigação por sulco, faixa de borda ou bacia . É freqüentemente chamada de irrigação por inundação quando a irrigação resulta em inundação ou quase inundação da terra cultivada. Historicamente, a irrigação de superfície tem sido o método mais comum de irrigação de terras agrícolas e ainda é usada na maior parte do mundo.

Onde os níveis de água da fonte de irrigação permitem, os níveis são controlados por diques, geralmente obstruídos pelo solo. Isso é freqüentemente visto em campos de arroz em socalcos (arrozais), onde o método é usado para inundar ou controlar o nível de água em cada campo distinto. Em alguns casos, a água é bombeada ou elevada pela força humana ou animal até o nível da terra. A eficiência da aplicação de água na irrigação de superfície é normalmente mais baixa do que em outras formas de irrigação.

Irrigação residencial por inundação em Phoenix, Arizona, EUA

A irrigação de superfície é até usada para regar paisagens em certas áreas, por exemplo, dentro e ao redor de Phoenix, Arizona . A área irrigada é cercada por uma berma e a água é distribuída de acordo com um cronograma definido por um distrito de irrigação local .

Microirrigação

Irrigação por gotejamento - um gotejador em ação

A microirrigação , às vezes chamada de irrigação localizada , irrigação de baixo volume ou irrigação por gotejamento, é um sistema em que a água é distribuída sob baixa pressão através de uma rede encanada, em um padrão pré-determinado, e aplicada como uma pequena descarga em cada planta ou adjacente a isto. A irrigação por gotejamento tradicional usa emissores individuais, irrigação por gotejamento subterrâneo (SDI), micropulverização ou microaspersores e irrigação por mini-borbulhador, todos pertencem a esta categoria de métodos de irrigação.

Irrigação por gotejamento

Layout de irrigação por gotejamento e suas partes
Microaspersor

A irrigação por gotejamento (ou micro), também conhecida como irrigação por gotejamento, funciona como o próprio nome sugere. Nesse sistema, a água cai gota a gota logo na posição das raízes. A água é fornecida na zona da raiz das plantas ou perto dela , gota a gota. Este método pode ser o método de irrigação mais eficiente em termos de água; se administrado de maneira adequada, a evaporação e o escoamento são minimizados. A eficiência da água no campo da irrigação por gotejamento está normalmente na faixa de 80 a 90 por cento, quando administrada corretamente.

Na agricultura moderna, a irrigação por gotejamento é freqüentemente combinada com cobertura de plástico , reduzindo ainda mais a evaporação, e também é o meio de distribuição de fertilizante. O processo é conhecido como fertirrigação .

A percolação profunda, onde a água se move abaixo da zona da raiz, pode ocorrer se um sistema de gotejamento for operado por muito tempo ou se a taxa de distribuição for muito alta. Os métodos de irrigação por gotejamento variam de alta tecnologia e computadorizados a baixa tecnologia e trabalho intensivo. As pressões de água mais baixas são geralmente necessárias do que para a maioria dos outros tipos de sistemas, com exceção de sistemas de pivô central de baixa energia e sistemas de irrigação de superfície, e o sistema pode ser projetado para uniformidade em todo o campo ou para entrega precisa de água para plantas individuais em uma paisagem contendo uma mistura de espécies de plantas. Embora seja difícil regular a pressão em encostas íngremes, existem emissores de compensação de pressão disponíveis, de modo que o campo não precisa ser nivelado. Soluções de alta tecnologia envolvem emissores calibrados precisamente localizados ao longo de linhas de tubos que se estendem a partir de um conjunto computadorizado de válvulas .

Irrigação por aspersão

Sprinklers de cultivo perto de Rio Vista, Califórnia , EUA
Um sprinkler itinerante no Millets Farm Centre, Oxfordshire , Reino Unido

Na irrigação por aspersão ou por cima, a água é canalizada para um ou mais locais centrais dentro do campo e distribuída por sprinklers ou pistolas de alta pressão. Um sistema que usa sprinklers, sprays ou pistolas montadas no alto em risers instalados permanentemente é muitas vezes referido como um sistema de irrigação de conjunto sólido . Os sprinklers de pressão mais alta que giram são chamados de rotores e são acionados por um acionador de esfera, acionamento por engrenagem ou mecanismo de impacto. Os rotores podem ser projetados para girar em um círculo completo ou parcial. Os canhões são semelhantes aos rotores, exceto que geralmente operam a pressões muito altas de 275 a 900 kPa (40 a 130 psi) e fluxos de 3 a 76 L / s (50 a 1200 US gal / min), geralmente com diâmetros de bocal em a faixa de 10 a 50 mm (0,5 a 1,9 pol.). As armas são usadas não apenas para irrigação, mas também para aplicações industriais, como supressão de poeira e extração de madeira .

Os sprinklers também podem ser montados em plataformas móveis conectadas à fonte de água por uma mangueira. Os sistemas de movimentação automática de rodas, conhecidos como aspersores móveis, podem irrigar áreas como pequenas fazendas, campos esportivos, parques, pastagens e cemitérios sem vigilância. A maioria deles usa um pedaço de tubo de polietileno enrolado em um tambor de aço. Conforme a tubulação é enrolada no tambor movido pela água de irrigação ou por um pequeno motor a gás, o aspersor é puxado pelo campo. Quando o sprinkler volta para a bobina, o sistema é desligado. Este tipo de sistema é conhecido pela maioria das pessoas como um aspersor de irrigação itinerante de "carretel de água" e é amplamente utilizado para supressão de poeira, irrigação e aplicação de águas residuais em terras.

Outros viajantes usam uma mangueira de borracha plana que é arrastada por trás enquanto a plataforma do sprinkler é puxada por um cabo.

Pivô central

Um pequeno sistema de pivô central do início ao fim
Sprinkler aplicador de pivô estilo rotador
Pivô central com aspersores de queda
Sistema de irrigação de linha de roda em Idaho , EUA, 2001

A irrigação por pivô central é uma forma de irrigação por aspersão que utiliza vários segmentos de tubo (geralmente aço galvanizado ou alumínio) unidos e apoiados por treliças , montadas em torres com rodas com aspersores posicionados ao longo de seu comprimento. O sistema se move em um padrão circular e é alimentado com água a partir do ponto de articulação no centro do arco. Esses sistemas são encontrados e usados ​​em todas as partes do mundo e permitem a irrigação de todos os tipos de terreno. Os sistemas mais novos possuem aspersores de queda, conforme mostrado na imagem a seguir.

A partir de 2017, a maioria dos sistemas de pivô central tem gotas penduradas em um tubo em forma de U preso na parte superior do tubo com aspersores posicionados alguns pés (no máximo) acima da cultura, limitando assim as perdas por evaporação. As gotas também podem ser usadas com mangueiras de arrasto ou borbulhadores que depositam a água diretamente no solo entre as lavouras. As safras são frequentemente plantadas em círculo para se conformar ao pivô central. Este tipo de sistema é conhecido como LEPA ( Low Energy Precision Application ). Originalmente, a maioria dos pivôs centrais eram movidos a água. Estes foram substituídos por sistemas hidráulicos ( TL Irrigação ) e sistemas movidos a motor elétrico (Reinke, Valley, Zimmatic). Muitos pivôs modernos possuem dispositivos GPS .

Irrigação por movimento lateral (rotação lateral, linha da roda, movimento da roda)

Uma série de tubos, cada um com uma roda de cerca de 1,5 m de diâmetro permanentemente fixada em seu ponto médio, e sprinklers ao longo de seu comprimento, são acoplados. A água é fornecida em uma extremidade usando uma grande mangueira. Após irrigação suficiente ter sido aplicada a uma faixa do campo, a mangueira é removida, a água drenada do sistema e o conjunto rolado manualmente ou com um mecanismo específico, de modo que os sprinklers sejam movidos para uma posição diferente Através do campo. A mangueira é reconectada. O processo é repetido em um padrão até que todo o campo seja irrigado.

Este sistema é menos caro para instalar do que um pivô central, mas muito mais trabalhoso para operar - ele não viaja automaticamente pelo campo: ele aplica água em uma faixa estacionária, deve ser drenado e então rolado para uma nova faixa. A maioria dos sistemas usa tubo de alumínio de 100 ou 130 mm (4 ou 5 polegadas) de diâmetro. O tubo funciona tanto como transporte de água quanto como eixo para girar todas as rodas. Um sistema de acionamento (geralmente encontrado próximo ao centro da linha da roda) gira as seções de tubo presas juntas como um único eixo, girando toda a linha da roda. O ajuste manual das posições individuais das rodas pode ser necessário se o sistema ficar desalinhado.

Os sistemas de linhas de rodas são limitados na quantidade de água que podem transportar e na altura das plantações que podem ser irrigadas. Um recurso útil de um sistema de movimento lateral é que ele consiste em seções que podem ser facilmente desconectadas, adaptando-se ao formato do campo conforme a linha é movida. Eles são mais frequentemente usados ​​para campos pequenos, retilíneos ou de formato estranho, regiões montanhosas ou montanhosas ou em regiões onde a mão de obra é barata.

Sistemas de sprinklers para gramado

Um sistema de irrigação de gramado é instalado permanentemente, ao contrário de um irrigador de extremidade de mangueira, que é portátil. Os sistemas de sprinklers são instalados em gramados residenciais, em áreas comerciais, para igrejas e escolas, em parques públicos e cemitérios e em campos de golfe . A maioria dos componentes desses sistemas de irrigação está escondida sob o solo, uma vez que a estética é importante em uma paisagem. Um sistema típico de irrigação de gramado consiste em uma ou mais zonas, com tamanho limitado pela capacidade da fonte de água. Cada zona cobrirá uma parte designada da paisagem. As seções da paisagem geralmente serão divididas por microclima , tipo de material vegetal e tipo de equipamento de irrigação. Um sistema de irrigação de paisagem também pode incluir zonas contendo irrigação por gotejamento, borbulhadores ou outros tipos de equipamento além de sprinklers.

Embora os sistemas manuais ainda sejam usados, a maioria dos sistemas de irrigação de gramado pode ser operada automaticamente usando um controlador de irrigação , às vezes chamado de relógio ou cronômetro. A maioria dos sistemas automáticos emprega válvulas solenóides elétricas . Cada zona tem uma ou mais dessas válvulas conectadas ao controlador. Quando o controlador envia energia para a válvula, a válvula se abre, permitindo que a água flua para os sprinklers naquela zona.

Existem dois tipos principais de aspersores usados ​​na irrigação de gramados, cabeçotes de pulverização pop-up e rotores. Os pulverizadores têm um padrão de pulverização fixo, enquanto os rotores têm um ou mais fluxos que giram. Pulverizadores são usados ​​para cobrir áreas menores, enquanto os rotores são usados ​​para áreas maiores. Os rotores do campo de golfe às vezes são tão grandes que um único sprinkler é combinado com uma válvula e chamado de 'válvula na cabeça'. Quando usados ​​em uma área de gramado, os sprinklers são instalados com o topo da cabeça nivelado com a superfície do solo. Quando o sistema é pressurizado, o cabeçote irá saltar do solo e regar a área desejada até que a válvula feche e desligue essa zona. Quando não houver mais pressão na linha lateral, a cabeça do aspersor se retrairá de volta ao solo. Em canteiros de flores ou áreas com arbustos, sprinklers podem ser montados em risers acima do solo ou até mesmo sprinklers pop-up mais altos podem ser usados ​​e instalados nivelados como em uma área de gramado.

Um aspersor de impacto regando um gramado, um exemplo de aspersor de extremidade de mangueira

Sprinklers de ponta de mangueira

Existem muitos tipos de sprinklers de extremidade de mangueira. Muitos deles são versões menores de aspersores agrícolas e paisagísticos maiores, dimensionados para funcionar com uma mangueira típica de jardim. Alguns têm uma base pontiaguda que permite que fiquem temporariamente presos no solo, enquanto outros têm uma base de trenó projetada para ser arrastada enquanto estiver presa à mangueira.

Subirrigação

A subirrigação tem sido usada por muitos anos em plantações de campo em áreas com lençóis freáticos altos . É um método de aumentar artificialmente o lençol freático para permitir que o solo seja umedecido abaixo da zona das raízes das plantas . Freqüentemente, esses sistemas estão localizados em pastagens permanentes em planícies ou vales de rios e combinados com infraestrutura de drenagem. Um sistema de estações elevatórias, canais, açudes e comportas permite aumentar ou diminuir o nível de água em uma rede de valas e, assim, controlar o lençol freático.

A subirrigação também é usada na produção comercial em estufas , geralmente para vasos de plantas . A água é entregue de baixo para cima, absorvida para cima e o excedente é recolhido para reciclagem. Normalmente, uma solução de água e nutrientes inunda um recipiente ou flui por uma calha por um curto período de tempo, de 10 a 20 minutos, e então é bombeada de volta para um tanque de retenção para reutilização. A subirrigação em estufas requer equipamentos e gerenciamento bastante sofisticados e caros. As vantagens são a conservação de água e nutrientes e economia de mão de obra por meio da redução da manutenção e automação do sistema . É semelhante em princípio e ação à irrigação de bacia subterrânea.

Outro tipo de subirrigação é o contêiner de autorregulação, também conhecido como plantadeira subirrigada . Consiste em uma plantadeira suspensa sobre um reservatório com algum tipo de material absorvente, como uma corda de poliéster. A água é puxada pelo pavio por meio de ação capilar. Uma técnica semelhante é a cama de absorção ; isso também usa a ação capilar.

Irrigação têxtil subterrânea

Diagrama mostrando a estrutura de um exemplo de instalação SSTI

Subsurface Textile Irrigation (SSTI) é uma tecnologia projetada especificamente para subirrigação em todas as texturas de solo, desde areias do deserto até argilas pesadas. Um sistema de irrigação têxtil subsuperficial típico tem uma camada de base impermeável (geralmente polietileno ou polipropileno ), uma linha de gotejamento ao longo dessa base, uma camada de geotêxtil no topo da linha de gotejamento e, finalmente, uma estreita camada impermeável no topo do geotêxtil ( veja o diagrama). Ao contrário da irrigação por gotejamento padrão, o espaçamento dos emissores no tubo de gotejamento não é crítico, pois o geotêxtil move a água ao longo do tecido até 2 m do gotejador. A camada impermeável cria efetivamente um lençol freático artificial.

Maddu ou sistema de irrigação Madda

Madda

É um sistema de irrigação com água de Nai Gaj . Maddu ou Madda é um curso de água feito com gravetos e lençóis. As folhas foram feitas de folhas de arbusto montanhoso semelhante a uma palmeira. Gaj flui do Baluchistão para a província de Sindh , no Paquistão, através das áreas montanhosas das montanhas Kirthar . Em uma área montanhosa, as pessoas elevam a água de Gaj em direção aos vales altos com a ajuda do sistema Maddu para o cultivo de safras e vegetais em áreas montanhosas. Este sistema existe há séculos.

Fontes de água

A irrigação está em andamento por extração ativada por bomba diretamente do Gumti , visto ao fundo, em Comilla , Bangladesh .

A água de irrigação pode vir de águas subterrâneas (extraídas de nascentes ou por meio de poços ), de águas superficiais (retiradas de rios , lagos ou reservatórios ) ou de fontes não convencionais como águas residuais tratadas , água dessalinizada , água de drenagem ou coleta de névoa . Uma forma especial de irrigação com água de superfície é a irrigação por inundação , também chamada de coleta de água de inundação . No caso de uma inundação (enchente), a água é desviada para leitos de rios normalmente secos (wadis) usando uma rede de barragens, comportas e canais e espalhada por grandes áreas. A umidade armazenada no solo será usada posteriormente para o cultivo. As áreas de irrigação por inundação estão localizadas, em particular, em regiões montanhosas semi-áridas ou áridas. Enquanto a coleta de água de inundação pertence aos métodos de irrigação aceitos, a coleta de água de chuva geralmente não é considerada uma forma de irrigação. A captação de água da chuva é a coleta da água de escoamento dos telhados ou terras não utilizadas e a concentração desta.

Cerca de 90% das águas residuais produzidas globalmente permanecem sem tratamento, causando poluição generalizada da água , especialmente em países de baixa renda. Cada vez mais, a agricultura usa águas residuais não tratadas como fonte de água de irrigação. As cidades oferecem mercados lucrativos para produtos frescos, por isso são atraentes para os agricultores. No entanto, como a agricultura tem que competir por recursos hídricos cada vez mais escassos com a indústria e os usuários municipais (consulte Escassez de água abaixo), muitas vezes não há alternativa para os agricultores a não ser usar a água poluída com resíduos urbanos, incluindo esgoto, diretamente para regar suas plantações. Riscos significativos à saúde podem resultar do uso de água carregada de patógenos dessa maneira, especialmente se as pessoas comerem vegetais crus que foram irrigados com a água poluída. O International Water Management Institute trabalhou na Índia, Paquistão, Vietnã, Gana, Etiópia, México e outros países em vários projetos que visam avaliar e reduzir os riscos da irrigação de águas residuais. Eles defendem uma abordagem de 'barreira múltipla' para o uso de águas residuais, onde os agricultores são incentivados a adotar vários comportamentos de redução de risco. Isso inclui interromper a irrigação alguns dias antes da colheita para permitir que os patógenos morram ao sol, aplicar água com cuidado para não contaminar as folhas que provavelmente serão comidas cruas, limpar vegetais com desinfetante ou permitir que o lodo fecal usado na agricultura seque antes de ser usado como um estrume humano. A Organização Mundial da Saúde desenvolveu diretrizes para o uso seguro da água.

Em países onde o ar úmido passa à noite, a água pode ser obtida por condensação em superfícies frias. Isso é praticado nos vinhedos de Lanzarote, usando pedras para condensar a água. Os coletores de névoa também são feitos de tela ou folhas de alumínio. O uso de condensado de unidades de ar condicionado como fonte de água também está se tornando mais popular em grandes áreas urbanas.

Em novembro de 2019, uma startup com sede em Glasgow ajudou um fazendeiro na Escócia a estabelecer plantações de sapais comestíveis irrigadas com água do mar. Um acre de terra anteriormente marginal foi cultivado para plantar samphire , sea ​​blite e sea ​​aster ; essas plantas rendem um lucro maior do que as batatas. A terra é irrigada por inundação duas vezes por dia para simular a inundação das marés; a água é bombeada do mar usando a energia eólica. Os benefícios adicionais são a remediação do solo e o sequestro de carbono .

Uvas em Petrolina , Brasil, só possibilitadas nesta área semi-árida por irrigação por gotejamento

Eficiência

Os métodos modernos de irrigação são eficientes o suficiente para abastecer todo o campo uniformemente com água, de modo que cada planta tenha a quantidade de água de que necessita, nem muito nem pouco. A eficiência do uso da água no campo pode ser determinada da seguinte forma:

  • Eficiência de Água no Campo (%) = (Água Transpirada pela Safra ÷ Água Aplicada ao Campo) x 100

Até 1960, a água não era reconhecida como um recurso escasso. Naquela época, havia menos da metade do número atual de pessoas no planeta. As pessoas não eram tão ricas como hoje, consumiam menos calorias e comiam menos carne , portanto, era necessária menos água para produzir seus alimentos. Eles exigiam um terço do volume de água que atualmente tiramos dos rios. Hoje, a competição por recursos hídricos é muito mais intensa. Isso ocorre porque agora existem mais de sete bilhões de pessoas no planeta, aumentando o provável capuz de consumo excessivo de alimentos produzidos pela agricultura animal sedenta de água e práticas agrícolas intensivas, e há uma competição crescente por água da indústria , urbanização e plantações de biocombustíveis . Para evitar uma crise global de água , os agricultores terão que se esforçar para aumentar a produtividade para atender à crescente demanda por alimentos , enquanto a indústria e as cidades encontram maneiras de usar a água com mais eficiência.

O aumento da eficiência da irrigação tem uma série de resultados positivos para o agricultor, a comunidade e o meio ambiente em geral. A baixa eficiência de aplicação infere que a quantidade de água aplicada ao campo excede as necessidades da cultura ou do campo. Aumentar a eficiência da aplicação significa que a quantidade de safra produzida por unidade de água aumenta. A eficiência aprimorada pode ser alcançada aplicando-se menos água a um campo existente ou usando-se a água com mais sabedoria, alcançando assim rendimentos mais elevados na mesma área de terra. Em algumas partes do mundo, os agricultores são cobrados pela água de irrigação, portanto, a aplicação excessiva tem um custo financeiro direto para o agricultor. A irrigação geralmente requer o bombeamento de energia (eletricidade ou combustível fóssil) para fornecer água ao campo ou fornecer a pressão operacional correta. Conseqüentemente, o aumento da eficiência reduzirá o custo da água e o custo da energia por unidade de produção agrícola. A redução do uso de água em um campo pode significar que o agricultor é capaz de irrigar uma área maior de terra, aumentando a produção agrícola total. A baixa eficiência geralmente significa que o excesso de água é perdido por meio de infiltração ou escoamento, ambos os quais podem resultar na perda de nutrientes da cultura ou pesticidas com potenciais impactos adversos no meio ambiente.

Melhorar a eficiência da irrigação é geralmente alcançado de duas maneiras, melhorando o projeto do sistema ou otimizando o manejo da irrigação. Melhorar o projeto do sistema inclui a conversão de uma forma de irrigação para outra (por exemplo, de irrigação por sulco para gotejamento) e também por meio de pequenas mudanças no sistema atual (por exemplo, alteração das taxas de fluxo e pressões operacionais). A gestão da irrigação refere-se à programação dos eventos de irrigação e às decisões sobre a quantidade de água aplicada.

Uma agricultura de sucesso depende de os agricultores terem acesso suficiente à água. No entanto, a escassez de água já é uma restrição crítica para a agricultura em muitas partes do mundo. Com relação à agricultura, o Banco Mundial tem como alvo a produção de alimentos e a gestão da água como uma questão cada vez mais global que está fomentando um debate crescente. A escassez física de água ocorre quando não há água suficiente para atender a todas as demandas, incluindo a necessária para o funcionamento eficaz dos ecossistemas. As regiões áridas freqüentemente sofrem com a escassez física de água. Também ocorre onde a água parece abundante, mas onde os recursos estão excessivamente comprometidos. Isso pode acontecer onde há superdesenvolvimento de infraestrutura hidráulica, geralmente para irrigação. Os sintomas de escassez física de água incluem degradação ambiental e declínio do lençol freático . A escassez econômica, entretanto, é causada pela falta de investimento em água ou capacidade humana insuficiente para satisfazer a demanda por água. Os sintomas da escassez econômica de água incluem a falta de infraestrutura, com as pessoas frequentemente tendo que buscar água nos rios para uso doméstico e agrícola. Cerca de 2,8 bilhões de pessoas vivem atualmente em áreas com escassez de água.

Desafios técnicos

Os esquemas de irrigação envolvem a solução de vários problemas de engenharia e econômicos enquanto minimizam as consequências ambientais negativas. Esses problemas incluem:

  • Competição pelos direitos das águas superficiais .
  • Overdrafting (esgotamento) de aqüíferos subterrâneos . Em meados do século 20, o advento dos motores a diesel e elétricos levou a sistemas que podiam bombear água subterrânea de grandes aqüíferos mais rápido do que as bacias de drenagem poderiam recarregá-los. Isso pode levar à perda permanente da capacidade do aquífero, diminuição da qualidade da água, subsidência do solo e outros problemas. O futuro da produção de alimentos em áreas como a planície norte da China , a região de Punjab na Índia e no Paquistão e as Grandes Planícies dos Estados Unidos está ameaçado por esse fenômeno.
  • Afundamento do solo (por exemplo, Nova Orleans, Louisiana )
  • Subirrigação ou irrigação dando apenas água suficiente para a planta (por exemplo, em irrigação por gotejamento) dá controle da salinidade do solo pobre, o que leva ao aumento da salinidade do solo com conseqüente acúmulo de sais tóxicos na superfície do solo em áreas com alta evaporação. Isso requer lixiviação para remover esses sais e um método de drenagem para transportar os sais. Ao usar linhas de gotejamento, a lixiviação é melhor feita regularmente em determinados intervalos (com apenas um ligeiro excesso de água), para que o sal volte para as raízes da planta.
  • Instabilidade da frente de drenagem , também conhecida como dedilhação viscosa, onde uma frente de drenagem instável resulta em um padrão de dedos e zonas saturadas viscosa presas.
  • A irrigação excessiva devido à má uniformidade de distribuição ou gerenciamento desperdiça água, produtos químicos e pode levar à poluição da água .
  • A drenagem profunda (por irrigação excessiva) pode resultar no aumento do nível do lençol freático, o que, em alguns casos, levará a problemas de salinidade da irrigação, exigindo controle de água por alguma forma de drenagem subterrânea .
  • A irrigação com água salina ou com alto teor de sódio pode danificar a estrutura do solo devido à formação de solo alcalino .
  • Entupimento de filtros: as algas podem entupir filtros, instalações de gotejamento e bocais. Métodos de cloração, algicida, UV e ultrassônico podem ser usados ​​para controle de algas em sistemas de irrigação.
  • Auxiliar os pequenos produtores na gestão sustentável e coletiva da tecnologia de irrigação e mudanças na tecnologia.
  • Complicações na medição precisa do desempenho da irrigação, que muda ao longo do tempo e do espaço usando medidas como produtividade, eficiência, equidade e adequação.

Impacto na sociedade

Um estudo de 2016 descobriu que os países cuja agricultura dependia da irrigação são mais propensos a ser autocráticos do que outros países. Os autores do estudo “argumentam que o efeito tem origens históricas: a irrigação permitiu que as elites latifundiárias em áreas áridas monopolizassem a água e as terras aráveis. Isso tornou as elites mais poderosas e mais capazes de se opor à democratização”.

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Elvin, Mark. A retirada dos elefantes: uma história ambiental da China (Yale University Press, 2004)
  • Hallows, Peter J. e Donald G. Thompson. História da irrigação na Austrália ANCID, 1995.
  • Howell, Terry. "Gotas de vida na história da irrigação." Irrigation Journal 3 (2000): 26–33. a história dos sistemas de sprinklers online
  • Hassan, John. Uma história da água na Inglaterra e no País de Gales modernos (Manchester University Press, 1998)
  • Vaidyanathan, A. Gestão de recursos hídricos: instituições e desenvolvimento de irrigação na Índia (Oxford University Press, 1999)

Diários

links externos