Antes de tratar diretamente da evolução do manejo da irrigação, é importante observar a própria evolução dos sistemas produtivos agropecuários. Antes se tinha apenas o que se denomina de agricultura convencional, dependente diretamente das chuvas, e com a modernização das técnicas de irrigação, popularizou-se a chamada agropecuária irrigada. Que atualmente, são 18% das áreas produtivas, porém responde por 42% de toda produção. Ou seja, irrigação é sinônimo de aumento de produtividade e qualidade da produção. Sinônimo também de modernização de sistemas de produção, segurança alimentar, otimização de insumos e equipamentos, e estabilidade diante das variabilidades climáticas.

No Brasil tem-se uma área irrigada de 8,2 milhões de hectares (2020) e um grande potencial de crescimento, podendo chegar a 55 milhões hectares (ANA, 2021). E a décadas, o grande desafio tem sido, implantar e/ou melhorar o manejo da irrigação nas áreas já irrigadas. Mas, por que manejar? Estudos mostram que o manejo correto de quando e quanto irrigar, pode além de garantir economia de água, energia, insumos, e portanto economia de dinheiro, pode aumentar também a produtividade e a qualidade da produção, além de atingir metas de obtenção de selos de sustentabilidade e garantir mercados mais exigentes e agregar valor a produção.

Mas, como realizar o manejo da irrigação? Precisa-se adquirir estação meteorológica? Se sim, qual marca/modelo dos equipamentos? Onde obter a necessidade hídricas das culturas nos diferentes estádios fenológicos e para as diferentes regiões e sistemas de cultivo. E o solo? Tem-se que monitorar a umidade do solo? Se sim, qual sensor deve-se utilizar? E a curva de retenção de água no solo precisa-se fazer essa análise? Qual a umidade ou tensão crítica devo adotar para meu cultivo? Essas são algumas perguntas que passam pela mente de quem pensa em realizar o manejo da irrigação em suas áreas.

Mas, afinal o que tem de errado com manejo prático/empírico realizado por muitos produtores irrigantes? Sem dúvida a experiência prática dos produtores é extremamente importante para adoção do manejo correto. Porém, no manejo empírico é mais fácil errar pra mais do que pra menos. Pois, o sintoma do estresse hídrico nas plantas é direto e fácil de identificar, enquanto que o sintoma do excesso hídrico, é bem mais difícil de identificar e ser notado pelo tomador de decisão. Assim, o ideal é nem errar pra mais nem pra menos, e sim, a busca constante pelo acerto. Recomenda-se sempre um trabalho conjunto entre consultor e fazenda, reduzindo gradativamente os erros e vícios tradicionais e confiando e reconhecendo dia a dia no campo os benefícios do manejo correto da irrigação.

Manejar irrigação é, de maneira simplificada, responder quando e quanto irrigar? E para isso, é imprescindível conhecer as relações Água-Solo-Planta-Atmosfera de um determinado cultivo.

O manejo da irrigação pode ser exclusivamente via monitoramento do solo, tendo a umidade/tensão crítica de água no solo como indicador do limite máximo entre irrigações, e a lâmina de irrigação calculada pela diferença entre umidade no ponto de capacidade de campo e umidade crítica de água no solo.

A umidade do solo no ponto de capacidade de campo, ou seja a umidade ótima para as plantas, pode ser obtida em campo, saturando um determinado volume de solo (área x profundidade, por exemplo 1 m x 1 m x 1 m), e em seguida impermeabilizando a superfície impedindo perdas de água por evaporação, e após a drenagem da água contida na macroporosidade do solo (até 3, 6 e 8 dias, para solos arenoso, médio e argiloso, respectivamente, de acordo com o proposto por Twarakavi et al. (2009).

E a umidade do solo no ponto crítico, que varia entre grupos de culturas e estádios fenológicos, pode ser obtida a partir da retenção de água e o fator de disponibilidade de água no solo para cada espécie vegetal. Por exemplo, para região do cerrado, recomenda-se o fator de disponibilidade de água de 0,4, 0,5 e 0,6, para tomate, feijão e milho respectivamente, sendo essa a sequência crescente de tolerância a seca. Por exemplo, em uma camada de 30 cm de solo de textura média (retenção de 1 mm/cm), a retenção de água no solo é de aproximadamente 30 mm. Entretanto, o irrigante não pode contar com toda essa água no solo para suas plantas, ou seja, dos 30 mm retidos na solo apenas 12, 15 e 18 mm, estarão prontamente disponíveis para tomate, feijão e milho, respectivamente. Isso significa que, ao esgotar essas quantidades de água do solo, a umidade do solo atingirá o ponto crítico, ou seja, esgotamento maiores que esses as plantas não morrem mas sofrem quebras de produtividades. Assim, a lâmina a ser reposta, é a diferença entre a umidade ótima e a umidade atual, que não deve ultrapassar a umidade crítica.  AD = (cc-c_atual)*Z. Aí, ao longo do ciclo, basta monitorar a umidade atual do solo, utilizando os mais diferentes tipos de sensores (tensiômetro, sensor capacitivo, TDR, Irrigás, sonda Divinner, entre outros), não deixando ultrapassar o limite crítico e quando irrigar não ultrapassar o limite superior (umidade no ponto de capacidade de campo). Esse tipo de manejo, manterá a umidade do solo na zona radicular em condições favoráveis ao bom desenvolvimento e produção das plantas.

Há também, o método de manejo de irrigação que utiliza exclusivamente do monitoramento atmosférico. Em que, os momentos de irrigar são definidos por turnos de regas pré-fixados para cada fase de desenvolvimento, e as lâminas de irrigação são as somatórias das evapotranspirações da cultura entre uma irrigação e outra.

As evapotranspirações podem ser obtidas de diferentes maneiras. De maneira simplificada, basta corrigir a evapotranspiração de referência (obtida em estação meteorológica instalada próxima a área irrigada) (ETo) pelo coeficiente de cultura (Kc tabelado) da fase fenológica da cultura.

Tem-se também o manejo de irrigação combinando, em que a umidade/tensão do solo crítica define o momento de irrigar, e a evapotranspiração acumulada entre um irrigação e outra, define o quanto irrigar.

Mas, qual método de manejo devo utilizar? Manejo via solo, clima, combinado, simplificado ou empírico?

O método via monitoramento climático (balanço hídrico) tem sido o de melhor solução técnica e operacional, tendo o monitoramento da umidade do solo e da planta (potencial de água no xilema e temperatura foliar) como apoio.

Mas, antes de adotar qualquer método de manejo de irrigação, é necessário fazer um redimensionamento / aferição dos sistemas de irrigação. Tem-se que elevar, o máximo possível, dentro de cada método, a uniformidade / eficiência de aplicação de água, conferindo, desobstruindo, e quando necessário substituindo bocais dos aspersores, reguladores de pressão e os percentímetros dos pivôs centrais. Mas, aferições semelhantes são necessárias em qualquer sistema de irrigação.

A modernização dos emissores de água ao longo dos anos, colaboraram e muito com o aumento da uniformidade/eficiência de aplicação de água em pivô central. A mudança de emissores fixos para rotativos aumenta em até 5% a eficiência de aplicação de água. A redução da pressão de operação dos emissores de 20 para 10 PSI, também tem colaborado com aumento de uniformidade de aplicação de água, além de reduzir a potência de motor instalada por hectare, trazendo mais sustentabilidade ao negócio.

E a modernização dos painéis de controle de irrigação, sem dúvida, tem favorecido muito a adoção do manejo de irrigação. No passado, os painéis padrões exigiam que cada comando de liga e desliga das irrigações fossem realizados manualmente no próprio controlador na base dos pivôs em campo. O próximo passo foi criar painéis de controle mais inteligentes que permitiram realizar programações de dias e horários de operação, reduzindo consideravelmente as idas e vindas no equipamento. Em seguida vieram a geração dos painéis também com telemetria, em que a distância utilizando o smartphone ou computador, toda programação e operações das irrigações são realizadas. E por fim, os painéis com manejo de irrigação integrado, ou seja, cada irrigação realizada pelo equipamento está associada a uma plataforma de manejo, que inclui tal irrigação no balanço hídrico da cultura, informando quando e quanto deve ser realizada a próxima irrigação.

Por décadas o manejo da irrigação foi realizado de maneira empírica. Entretanto, com o passar do tempo, resultados científicos revelaram inúmeros benéficos do manejo correto da irrigação no aumento de produtividade, qualidade de produção, economia de água, energia e aumento da viabilidade econômica da agropecuária irrigada. Porém, apesar de consagrados, os métodos de manejo de irrigação baseados no monitoramento atmosférico (clima) e solo (tensiômetros/sensores de solo com curva de retenção de água, tanque classe A/estações meteorológicas com curvas de Kc), nunca foram implantados efetivamente pela grande maioria dos irrigantes devido a falta de praticidade, alto custo de aquisição e instalação dos equipamentos, necessidade de calibração de sensores e dificuldade na coleta e processamento dos dados. Mas, entre as décadas de 80 e anos 2000, foi possível observar aplicação desses tradicionais métodos de manejo em ações isoladas de alguns grupos de irrigantes, graças ao grande esforço de profissionais/consultores, bem formados/preparados, e que conseguiam convencer e implantar manejo de irrigação em algumas importantes fazendas. Mas, devido aos problemas já relatados, muitos desistiam já na primeira safra e era comum ver equipamentos/sensores abandonados no campo. Mas, com o avanço da informática, e com o surgimento de softwares de gerenciamento de irrigação de fácil uso pelo irrigante, foi possível verificar uma grande adesão por parte dos irrigantes, ao manejo da irrigação. Surgiu aí empresas especializadas em manejo de irrigação, com redes de estações meteorológicas próprias, bancos de dados de kc por cultura e por sistemas de cultivo, equipes treinadas para aferição de equipamento de irrigação, análises físico-hídricas de solo, e com visitas periódicas (normalmente semanal/quinzenal) cruzam informações e disponibilizam em plataformas de fácil acesso, orientações que auxiliam os irrigantes nas tomadas de decisões que vão muito além do quando e quanto irrigar, mas também relatórios de consumo de energia.

O manejo de irrigação empírico, muitas vezes passa por uma simples análise na superfície do solo, o chamado “butinômetro”. O que sem dúvida leva a erros, pois a superfície do solo é sempre a primeira parte a secar, e não se deve considerar que todo o perfil do solo esteja nessa mesma umidade, já que normalmente a umidade aumenta em profundidade, levando a recomendações de quantidades de irrigação além do necessário.

Tentando reagir ao empirismo, a Embrapa lançou no início dos anos 2000 (Marouelli et al., 2001), um método simples e prático de manejo de irrigação, o qual em apenas 3 passos é possível se fazer o manejo da irrigação (1. Divide a cultura em 4 fases, 2. obtém-se a evapotranspiração da cultura tabelado utilizando dados climáticos; e 3. para cada tipo de solo e típicas profundidades de raízes, tem-se o quanto de água aplicar e o intervalo de irrigação entre uma irrigação e outra em cada fase das culturas).

Tudo isso tentando colocar praticidade no manejo da irrigação tradicional, sem na necessidade de análises físico-hídricas e coletas dispendiosas de solo em campo, utilizadas em ações isoladas por profissionais e departamentos agrícolas de empresas/fazendas, com bons resultados, porém de maneira muito penosa e que em muitas vezes levam ao desanimo e desistência dos tradicionais métodos de manejo.

Também houve uma tentativa de simplificar o manejo da irrigação com o uso o Irrigâmetro (Oliveira & Ramos, 2008). Que é um aparelho simples, que indica o tempo de irrigação e o momento correto de irrigar. Eram fabricados sobre medida para cada área irrigada e levando em conta as características do sistema de irrigação. Entretanto, os relatos são que muitos Irrigâmetros abandonados já no segundo ano, dado a falta de praticidade operacional.

Outra tentativa foi o uso de planilhas eletrônicas em computadores com o objetivo de calcular de maneira simplificada quando e quanto irrigar, associada ao uso de estações meteorológicas de baixo custo. Entretanto, a necessidade de baixar os dados da estação e inserir em planilha, também não convenceu os usuários finais da adoção em massa.

Outras tentativas foram a proposta de softwares exclusivos por cultura, como o IrrigaTomate (Alves Jr. et al., 2022) e o IrrigaFeijão (Embrapa). Foram elaborados com dados de normais climatológicas (de 30 anos ou mais) dos diferentes municípios abrangidos (inicialmente para o estado de Goiás e alguns municípios de Minas Gerais, Mato Grosso e São Paulo), para cálculo da evapotranspiração de referência (ETo). Os valores de ETo são do programa InfoClima (https://www.cnpaf.embrapa.br/infoclima) e os dados do InfoClima são provenientes do estudo realizado por Xavier et al. (2016). Foram usados coeficientes de cultura (Kc) gerados pelas pesquisas na Embrapa, para cálculo da evapotranspiração da cultura, além de considerar a eficiência de aplicação de água do pivô central. Considera-se ainda dois turnos de rega, de 2 dias na fase inicial (raízes menores) e de 3 dias no restante do ciclo da cultura. Na definição do turno de rega de 3 dias, levou-se em consideração a capacidade de retenção de água dos solos do Cerrado, como também fatores inerentes ao tamanho da área de irrigação. Assim, os usuários que não dispõem de outro método de manejo da irrigação do feijão têm, no IrrigaFeijão e IrrigaTomate, uma planilha de manejo prático da irrigação da cultura, a partir da data de semeadura ou transplantio, de modo fácil e rápido e com precisão aceitável.

Com a telemetria, o manejo da irrigação veio parar nas palmas das mãos dos operadores (smartfone). O espelhamento do painel de controle do pivô no smartfone facilitou o liga e desliga do equipamento assim como a programação de operação do equipamento. Entretanto, isso não garantiu o manejo da irrigação correto, na maioria dos casos o operador que antes errava de perto agora erra de longe.

Mas, atualmente, tem-se o manejo integrado com os equipamentos. Cada irrigação realizada, é informada automaticamente ao software de gerenciamento de irrigação, que recalcula o quando e quanto irrigar e disponibiliza essas informações automaticamente ao irrigante.

Assim, o irrigante tem informações em tempo real de qual área está na umidade ótima, capacidade de campo, normalmente mostrada na cor azul. Ou com umidade satisfatória (cor verde), ou umidade crítica (cor amarela) indicando que não se deve esperar mais e que a irrigação deve ser realizada imediatamente. Ou a umidade abaixo da umidade crítica (cor vermelha) indicando que a irrigação deve ser realizada, e que algum grau de prejuízo para plantas já ocorreu, e que cada dia que as plantas passarem nessa situação, a produtividade vai caindo proporcionalmente. Assim, o operador tem todas essas informações na palma da mão o tempo todo, e é capaz de ligar o equipamento ou programar sua ligação, definindo a lâmina, o sentido de deslocamento, além de poder checar as alterações de umidade do solo em tempo real. Os equipamentos são equipados com pluviômetros, acima e abaixo dos aspersores para medir as lâminas de irrigação aplicadas e as chuvas que ocorrem ao longo do ciclo. Independente se houve entrada de água por irrigação ou chuva, a umidade do solo é recalculada, e apresentada ao operador de maneira prática com a mudança instantânea da cor do equipamento no software, mudando a recomendação de quando e quanto irrigar.

As empresas que prestam esse serviço de gerenciamento de irrigação, além de terem suas redes próprias de estações meteorológicas, oferecem também visitas de técnicos na área semanalmente ou quinzenalmente, para conferir como andam a umidade do solo, o status hídrico das plantas, o estádio fenológico da cultura em campo, a profundidade de raízes, que fazem um relatório fotográfico e alimentam o software, para que o operador possa acessa-las a qualquer momento.

O software gera ao final do ciclo vários relatórios. Relatório de balanço hídrico da cultura, de lâminas aplicadas, chuvas ocorridas, umidade atual do solo ao logo do ciclo, evidenciando que a umidade ficou entre o ótimo o crítico, e se ocorreu, mostra o dia que houve aplicação em excesso ultrapassando a umidade ótima, e os dias em que a umidade ultrapassou a umidade crítica. Caso isso tenha ocorrido, tem-se também um relatório de quebras de produtividades. Tem-se o relatório de consumo de energia elétrica, evidenciando os horários de bombeamentos, e se houve ou não gastos desnecessários com energia por operar em horários não indicados em que a tarifa é mais cara.

Algo muito importante que são oferecidos por esses softwares de gerenciamentos é a previsão de irrigação em até 7 dias. Isso ajuda muito o operador a tomar decisão e conciliar a irrigação com outros tratos culturais. Por exemplo, hoje não precisa irrigar, pois o software mostra a área com umidade do solo satisfatória (cor verde), e a previsão estima que para os próximos dois dias ainda estará verde apesar do acúmulo de lâmina a ser aplicada, e que apenas no quarto e quinto dias que a área estará com cor amarela, ou seja, na umidade crítica, tendo portanto 4 dias disponíveis para se pulverizar ou realizar qualquer trato cultural que não seria possível em dias de irrigação.

Os softwares também calculam o índice de stress da cultura no ciclo, ou seja, quantos % a umidade do solo ficou abaixo da umidade ótima (capacidade de campo) e cruza isso com a produtividade informada pelo usuário, que poderá ao longo dos anos ajustando o índice de stress ideal para sua cultivar/híbrido utilizada (exemplo se a umidade ficar sempre na capacidade de campo, o índice de stress é 0%), e calcula também a lâmina efetiva, ou seja quanto da lâmina de irrigação recomendada foi efetivamente aplicada.

O software é capaz de registrar a umidade do solo para cada ângulo do pivô, pois pode acontecer do equipamento escorregar e passar mais rápido, ou travar e passar mais lento. Assim, na próxima volta o equipamento poderá corrigir essas falhas aplicando mais ou menos água nesse pontos específicos.

Outra novidade são as imagens NDVI geradas a partir de imagens de satélites que mostram ao operador manchas na área que podem alertar entupimento parcial de emissores causando faixas de plantas amareladas de difícil detecção em loco sem ajuda da imagem aérea.

Algumas empresas oferecem até auditoria online, ou seja, o operador pode entrar em um chat ou ligar em 0800 e obter maiores informações sobre os dados de sua área irrigada e solicitar ajuda na tomada de decisão, de quando e quanto irrigar, a partir das informações que estão sendo oferecidas pelo software.

E por fim, a recomendação final é que o manejo da irrigação não deve ser mais opcional. E que se deve realizar muito mais do que o simples balanço hídrico da cultura. Deve-se realizar o gerenciamento completo, horários de operação, consumo de energia, vazão do sistema, lâminas, chuvas, umidade do solo, estádios das culturas, e etc. E deve-se mudar de estratégia de manejo quando a cultura apresentar alguma adversidade como fitotoxidez, ou desfolha por algum ataque de praga ou doença, penalizando as lâminas e os tempos de irrigação em função do grau de adversidade observada em campo.

Use estação meteorológica de qualidade, bem instalada e em local representativo da área irrigada, seja estação própria ou de terceiros. O mesmo serve para sensores de solo, que devem ser usados de maneira opcional. Usar telemetria sempre que possível, pois isso auxiliará e muito o manejo da irrigação. E oriente, mais a decisão final deve ser sempre do produtor rural.