Simulação da irrigação por inundação e da drenagem nos solos de várzea do Rio Grande do Sul

Abstract

Os solos de várzea são responsáveis por uma parcela significativa da economia do Rio Grande do Sul. As principais atividades de exploração desses solos são o cultivo do arroz irrigado por inundação e a pecuária. Tendo em vista o método de irrigação adotado, o cultivo do arroz é acompanhado de grandes consumos de água e energia. As más condições de drenagem, associadas à uma série de outros fatores, praticamente limitam a atividade agrícola à essa cultura, e fazem com que a pecuária seja quase uma imposição. Tendo esse quadro como referência foram definidos os objetivos desse trabalho, através dos quais buscaram-se algumas respostas que possam auxiliar na definição de um modelo de exploração mais adequado ao grande potencial que esses solos apresentam. Inicialmente o modelo agroidrológico SWAP foi adaptado às particularidades da irrigação por inundação e dos sistemas de drenagem que têm seus drenos implantados com subsoladores. Criou-se então uma nova versão, denominada SWAP_INU. Na seqüência o modelo foi validado a partir da comparação de seus resultados com observações feitas em áreas da Estação Experimental do Arroz do IRGA. Nessas áreas os perfis de solo têm como característica a presença de horizonte B superficial e impermeável. Uma série de simulações permitiram que fossem confrontadas as lâminas de irrigação e profundidades do lençol freático registradas nos experimentos e calculadas pelo modelo. No caso específico da irrigação, as lâminas observadas e calculadas também foram comparadas com as recomendadas pelo IRGA, quando pode-se constatar que o limite inferior do intervalo recomendado é compatível com as observações e cálculos feitos. Além disso, verificou-se que nesse tipo de perfil as características do horizonte A têm pouca importância sobre os resultados finais. Em outra série de simulações procurou-se relacionar a drenagem com a possibilidade de mecanização. Foram criados cenários com diferentes condições de drenagem superficial e subsuperficial, além da presença de drenos livres. Os resultados mostraram uma dependência muito grande entre os sistemas convencionais, e um desempenho bastante satisfatório da drenagem não convencional. Por fim, os resultados de um modelo simplificado, IRRIGA, foram confrontados com os do modelo SWAP_INU. A proximidade entre os valores calculados indicou um ótimo desempenho do modelo simplificado na estimativa da necessidade total de água para a irrigação por inundação.

A significant part of the agricultural production in the State of Rio Grande do Sul is from wetland soils that are used mainly for flood-irrigated rice or cattle production. Because of the irrigation method used, rice cultivation requires a heavy consumption of both water and energy. The poor drainage conditions allied with other factors in practice limits agricultural activity to rice-growing, with cattle-ranching a less attractive alternative. Taking this setting as a reference, the objectives of the present work were defined and answers sought which would help to define a land-use model more appropriate to the high potential of these wetland soils. Initially, the agro-hydrological model SWAP was adapted to the particular aspects of flood irrigation and of drainage systems having drains installed by use of subsoilers. A new version of the SWAP model, SWAP_INU, was constructed and then validated by comparing its results with observations recorded at the Rice Experimental Station of IRGA. Soils in these areas are characterised by an impermeable layer at the surface of the B-horizon. In a series of simulations, observed and calculated depths to the phreatic surface were compared. In the presence of irrigation, observed and calculated irrigation depths were also compared with those recommended by IRGA, showing that the lower limit of the recommended interval is compatible with the results of observation and calculation. In addition, it was also shown that, in this type of soil profile, characteristics of the A-horizon have little effect on final results. Another series of simulations looked at drainage and the possibility of mechanisation. Scenarios were created with different conditions of surface and sub-surface drainage, and with mole drains. Results showed a strong dependence between conventional systems, and a satisfactory performance of non-conventional drainage. Finally, the results of a simplified model, IRRIGA, were compared with those of the SWAP_INU model. The close agreement between calculated values showed that the simplified model performed very well at estimating the total water requirement under flood irrigation.