Gotas de irrigação mais baixas economizam água e energia
O autor é professor associado do departamento de engenharia de sistemas biológicos localizado no Centro de Pesquisa e Extensão em Agricultura Irrigada em Prosser, Washington.
LEPA sendo usado em uma cultura em linha usando meias de arrasto para minimizar a erosão nos diques do sulco que limitam o movimento da água nos sulcos.
Quando os pivôs centrais foram introduzidos pela primeira vez, eles usavam sprinklers de impacto de alta pressão no topo do tubo. Esses aspersores precisavam de 40 a 60 libras por polegada quadrada (psi) para operar adequadamente, eram espaçados de 20 a 30 pés e a eficiência da aplicação de irrigação era de cerca de 60%, conforme medido por testes de catch-can.
Atualmente, a maioria dos pivôs centrais usa aplicação de pulverização de elevação média (MESA). Esses aspersores normalmente usam reguladores de pressão de 15 a 20 psi, são espaçados muito mais próximos a cerca de 10 pés de distância, e a eficiência da aplicação de irrigação é medida rotineiramente em cerca de 80 a 85 por cento.
Aplicação de precisão de baixa energia (LEPA) e aplicação de pulverização de baixa elevação (LESA) dão um passo adiante para usar reguladores de pressão de 6 a 10 psi, as gotas de aspersão são espaçadas 5 pés ou menos, e a eficiência da aplicação de irrigação é melhorada para cerca de 96 por cento medido por testes de captura sem um dossel de colheita. Abaixar as gotas dos aspersores aumenta a eficiência e consome menos energia; no entanto, são necessárias mais gotas para distribuir uniformemente a água.
LEPA é uma modificação na configuração dos aspersores em pivôs centrais ou movimentos lineares que minimizam as perdas por evaporação e deriva do vento ao correr (pingar) a água diretamente na superfície do solo a pressões muito baixas, economizando energia e água de bombeamento significativa.
LESA é uma modificação semelhante, mas usa um aspersor suspenso ou cabeça de pulverização para espalhar a água para aplicá-la um pouco mais uniformemente do que LEPA e também permite mais tempo para a água se infiltrar no solo. Como resultado, tem menos problemas com não uniformidade, germinação de culturas ou com alagamentos e escoamento em comparação com o LEPA. Portanto, pode ser mais flexível que o LEPA com uma ampla variedade de culturas, orientações de fileiras e sistemas de preparo do solo.
LESA operando em um milharal. O espaçamento estreito elimina problemas típicos de uniformidade com MESA em espaçamentos mais amplos devido ao dossel interromper o padrão de aplicação. Embora o dossel sustentasse periodicamente as cabeças, não foram observados problemas de uniformidade perceptíveis, mesmo que as fileiras não fossem plantadas em círculo.
Economia de água medida
Testes foram feitos com latas de captura para avaliar as diferenças na eficiência de irrigação e uniformidade de MESA versus LESA. Esses testes foram feitos 10 vezes diferentes, sob diferentes condições climáticas, e as latas foram cavadas de forma que as aberturas das latas ficassem niveladas com a superfície do solo. Nesses experimentos, uma média de 81% da água que saiu dos bicos do MESA foi coletada nas latas de captura.
Em comparação, uma média de 96% da água que saiu dos bicos LESA foi coletada nas latas de coleta. Essas diferenças foram estatisticamente significativas e traduzidas em 18% mais água atingindo o solo com LESA quando comparado com MESA. Essas diferenças provavelmente serão ainda maiores quando os aspersores LEPA ou LESA operarem dentro de uma cobertura de cultura.
Os aspersores LESA tiveram uma uniformidade de distribuição mensuravelmente menor. No entanto, isso pode ser de menor importância, pois os aspersores estão próximos o suficiente para que a capacidade do solo de mover a água lateralmente e a capacidade das raízes das culturas de crescer em direção à água possam compensar essa falta de uniformidade em pequena escala. Pode ser comparado a como um sulco molhado a cada 1,5 metro (irrigando a cada duas fileiras em um espaçamento de 30 polegadas) pode irrigar adequadamente uma plantação em fileira. Culturas de raízes profundas, como a alfafa, são especialmente resistentes à distribuição não uniforme da água se a variação for em pequena escala, como LEPA ou LESA.
Existem limitações
A LEPA e, em menor grau, a LESA, aplicam a mesma quantidade de água ao solo em um raio menor e em menos tempo do que um passe de pivô. Consequentemente, o risco de escoamento de água é elevado em campos com declives acentuados e solos apertados onde o escoamento já é um problema. Esses tipos de campos provavelmente não devem ser convertidos para LEPA ou LESA sem primeiro fazer alterações nas práticas de cultivo ou manejo de resíduos que limitam o elevado potencial de escoamento. A vazão mais baixa por aspersor também significa que tamanhos de bicos menores serão usados em todo o pivô. Estes podem ficar obstruídos mais facilmente, a menos que a água seja filtrada para tamanhos de partículas de detritos menores na água.
LEPA sendo usado em hortelã. Esta configuração permite a conversão de volta para MESA para melhor germinação da cultura, se desejado.
Resultados de teste positivos
LEPA e LESA têm sido usados com sucesso em Kansas e Texas por quase 20 anos. Isso foi impulsionado pela escassez de água muito aguda que eles têm nessas áreas. Obter mais água para o solo por galão bombeado se traduz em melhores rendimentos e maiores lucros.
Testes e projetos de demonstração estão em andamento no noroeste do Pacífico nos últimos quatro anos. Em muitos desses testes, o último vão de um pivô foi convertido em LESA ou LEPA para fins de comparação com o resto do pivô. As culturas cultivadas incluíam:feno de timóteo, alfafa, sementes de capim, feijão, hortelã, milho para silagem, cevada, batata e trigo. Nenhum dano observável foi causado às colheitas arrastando as cabeças de aspersão através de qualquer uma das colheitas.
O feedback dos produtores tem sido amplamente positivo. Quase todos aqueles que viram isso demonstrado em suas fazendas estão expandindo para um maior uso de LESA ou LEPA. Especialmente em Idaho, onde houve uma redução nos direitos de água por ordem judicial, os produtores estão começando a converter pivôs para LESA. Os produtores de hortelã também estão convertendo seus pivôs para LEPA devido a um benefício auxiliar de maiores rendimentos de óleo de hortelã que provavelmente são devidos à água dos aspersores que lavam o óleo de hortelã das folhas das plantas.
Em áreas onde os solos são particularmente arenosos (menos capazes de mover a água lateralmente no solo) e/ou se cultivar culturas com zonas de raízes particularmente rasas, pode ser necessário usar um espaçamento mais apertado (2,5 a 3 pés) entre as gotas dos aspersores . É simples trocar a placa de pulverização do aspersor LESA. Muitas vezes é apenas uma questão de virá-los de cabeça para baixo para expor uma placa diferente ao fluxo do bocal; isto alarga o raio molhado. Outra abordagem é pulverizar a água mais para cima em certos estágios do desenvolvimento da cultura para compensar possíveis problemas com a uniformidade da distribuição da água.
As perdas por deriva do vento são bastante visíveis sob a seção MESA e praticamente inexistentes na seção LESA, onde as cabeças de pulverização estão abaixo do topo do dossel do trigo.
Potencial para compartilhamento de custos
LEPA ou LESA usam mais mangueiras, sprinklers e reguladores de pressão e, portanto, há um custo de equipamento ligeiramente mais alto estimado em cerca de US$ 1.000 por vão, dependendo de vários fatores. Esses custos podem ser pagos ao longo do tempo pela economia de energia apenas na bomba, mesmo quando são considerados os custos de retrabalhar a bomba para ser mais eficiente em uma pressão mais baixa. Os produtores que não têm água suficiente e são forçados a irrigar suas plantações com déficit obterão o maior benefício financeiro da conversão para LEPA ou LESA, uma vez que sua capacidade de obter mais água para as plantações resultará em melhores rendimentos e qualidade da colheita.
Quando todos os custos fixos de propriedade da terra e equipamentos, plantio, cultivo e colheita de uma cultura são razoavelmente constantes, melhores rendimentos e qualidade da cultura podem resultar em margens de lucro desproporcionalmente maiores para o produtor. Além disso, LEPA e LESA não apenas beneficiam o produtor, mas também podem beneficiar o público em geral por meio da conservação de água e energia.
Existem várias organizações dispostas a dividir os custos de conversão de MESA para LESA, dependendo de onde você mora. Isso inclui descontos da Bonneville Power Administration por meio de sua concessionária de energia elétrica local, o Serviço Nacional de Conservação de Recursos do USDA (NRCS) e possivelmente seu distrito de conservação local. Antes de começar a converter pivôs, entre em contato com essas organizações e pergunte sobre possíveis programas de compartilhamento de custos. Este artigo foi publicado na edição de fevereiro de 2017 da revista Hay &Forage Grower nas páginas 10 e 11.
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