rega_peninaMAUZE

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Faculdade De Agronomia e Engenharia Florestal
Departamento De Engenharia Rural
Secção de água 
Engenharia Agronómica
Rega e Drenagem
Tema: Necessidades de água de rega na cultura de Mapira (Sorghum bicolor)
Discentes:							Docentes:
Mauze, Penina Armando 	Doutor Sebastião Famba 
 						Doutor Emílio Magaia 
 					Doutor Orlando Cossa
 Doutor Mário Chilundo 
 Doutor Eddy Mulhovo
 			Engenheiro Artur Madal 	
	
Monitor: Jaime Escrivão 
	
 
 
Maputo, Novembro de 2021
Necessidades de água de rega na cultura de Mapira
1. 
Mauze, Penina	
2. INTRODUÇÃO 
2.1. Antecedentes
A produção da mapira em África ocorre, principalmente, nas regiões de savana em ambos os hemisférios. Áreas de elevada concentração da produção da mapira são encontradas por todas as regiões da África Oriental, Central, Ocidental e do Sul. A cultura tem um bom desenvolvimento em áreas de sequeiro (não irrigadas) onde o milho não consegue prosperar (Clottey et al 2014)
A mapira é uma cultura em que as condições de produção em Moçambique variam comparativamente às existentes no resto do mundo. Nampula é o maior produtor desta cultura. A mapira é produzida num ambiente “húmido” (para a cultura da mapira) que pode exceder os 1.200mm de chuva (IIAM, 2006).
Entretanto, Moçambique apresenta uma grande instabilidade climática, representada pela irregularidade de chuvas. Assim, para que haja boa produção nesta área há a necessidade da escolha de métodos de irrigação para mapira uma vez que o produtor tem obrigação de vender todo produto a empresa fomentadora e com os rendimentos estipulados (Vidal, 2008).
No maneio de um sistema de irrigação, é importante conhecer a demanda da cultura e a época oportuna da última irrigação, visto que o incremento da agricultura irrigada e dos custos de água e de energia induzem ao uso eficiente e racional da irrigação evitando que rendimento da cultura de mapira seja sensivelmente reduzido e as características do grão não atinjam os padrões de qualidade exigidos pelo mercado consumidor (De Oliveira e Campos, 1997).
Actualmente, com meios modernos de apoio, como o caso do modelo CROPWAT, é possível para o agricultor optimizar a gestão da rega com um pouco de necessidade de monitorização.
CROPWAT é um sistema de suporte desenvolvido por secção de Desenvolvimento de Terra e Água da FAO (Food and Agriculture Organization) para gestão de rega. O objectivo deste modelo é de ajudar a determinar a evapotranspiração de referência, necessidade de água da cultura, programação de rega e mais especificamente, a concepção e gestão de sistemas de rega. Permite também o desenvolvimento de recomendações para melhores práticas de irrigação, planeamento de programas de irrigação sob diferentes condições de abastecimento de água, e produção sob condições de sequeiro (Marica, 2013).
3. Objectivos
3.1. Objectivo Geral
· Avaliar as necessidades de água de rega na cultura de mapira (Sorghum bicolor) 
3.2. Objectivos Específicos 
· Determinar a evapotranspiração de referência do distrito de Moamba
· Determinar a precipitação efectiva durante o ano no distrito de Moamba
· Caracterizar os solos do distrito de Moamba
· Determinar a necessidade de água da cultura (NAC)
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1. A cultura de Mapira
4.1.1. Origem e morfologia da cultura do Mapira 
A cultura do sorgo é originária do Noroeste da África, sendo encontrada na maioria dos genótipos de espécies silvestres e/ou cultivadas. A dispersão da cultura deu-se início através das rotas de comércio, com isso houve a expansão para o Oriente Médio, China, Estados Unidos, América Latina e Austrália (Coelho, 2010). 
A planta do sorgo pertence à família Poaceae, género Sorghum, e a espécie cultivada é Sorghum bicolor (L.) Moench. É uma forrageira de mecanismo fotossintético C4 o que demonstra enorme vantagem fotossintética (Andrade Neto et al., 2010).
 Além disso, é uma cultura que no meio agro-pecuário brasileiro ganha destaque a cada dia, por ser uma gramínea energética, de elevada digestibilidade, produtividade e adaptação aos mais diversos ambientes, se sobressaindo quando comparado com outras espécies, sendo utilizada para diversos fins, como corte verde, silagem, pastejo, rações para animais e para o consumo humano. O sorgo possui os seguintes atributos morfológicos: colmo erecto, com suporte em um sistema radicular muito resistente com raízes seminais e adventícias, possuindo também folhas alternadas compostas por bainha e lâmina foliar com origem nos nós individuais, onde o número de folhas varia de 7 a 30. A inflorescência é chamada de panícula, à qual possui eixo central, onde dá origem as ramificações primárias, secundárias e terciárias, nas ramificações finais localizam-se os racemos ou espiguetas, podendo ser a panícula compactada ou aberta (Santos et al., 2005). 
A diferenciação floral no sorgo incide de 30 a 40 dias após a germinação e depois de 10 dias acontece o emborrachamento. O início do florescimento ocorre nas espiguetas sésseis do ápice para a base da panícula a cerca de quatro a seis dias, onde os grãos de pólen mantêm-se variável em média de três a cinco horas, onde os estigmas ficam disponíveis para o cruzamento durante uma semana ou até mais (Magalhães et al., 2010). 
4.1.2. Cultura de mapira em Moçambique
O milho é o quinto cereal mais produzido no mundo, antecedido pelo trigo, o arroz, o milho e a cevada. Em Moçambique, constitui um dos alimentos básicos da população. 
A mapira é uma cultura em que as condições de produção em Moçambique variam comparativamente às existentes no resto do mundo. Nampula é o maior produtor desta cultura. A mapira é produzida num ambiente “húmido” (para a cultura da mapira) que pode exceder os 1.200mm de chuva (IIAM, 2006).
4.1.3. Modelo CropWat
CropWat é um software para o cálculo das necessidades de água das culturas e necessidades de irrigação com base em dados de solo, clima e culturas.
O CROPWAT  é baseado em duas importantes publicações técnicas da agência:  a nº 56,  Crop Evapotranspiration – Guidelines for computing crop water requirements e a nº 33, Yield response to water. Ele basicamente incorpora as informações e cálculos complexos destas publicações em uma interface gráfica amigável e fácil de manusear, tornando o planejamento da irrigação uma tarefa rápida e simples de realizar.
O CropWat, no entanto, não é adequado para a condução da rega em tempo real, essencialmente, por não permitir a introdução diária de dados de evapotranspiração de referência (ETo) pois, neste programa, os dados climáticos e a ETo apenas podem ser introduzidos mensalmente e posteriormente é que são ajustados ao dia segundo determinados critérios. Este programa guarda os dados de clima, de solo e da cultura em ficheiros distintos o que, por vezes, não facilita a sua actualização e a obtenção dos resultados em tempo real.
5. Metodologia
5.1. Descrição da área de estudo 
 Moamba é um distrito de Moçambique situado na parte norte da província de Maputo. A sua sede é a vila de Moamba.
Tem como limites geográficos, a norte o rio Massintonta que o separa do distrito de Magude, a sul o distrito de Namaacha, a este os distritos de Manhiça e Marracuene e a oeste uma linha de fronteira artificial com a província sul-africana de Mpumalanga.
O distrito apresenta uma configuração de triângulo com no sentido norte-sul, uma extensão 150km compreendida entre Panjane, junto ao Rio Massintonta e a ribeira de Mavene, e no sentido leste-oeste, uma extensão de61 km no paralelo de Sabié.
O distrito de Moamba tem uma superfície de 4 628 km² e uma população de 56 746 habitantes, de acordo com o censo de 2007. Este número corresponde a uma densidade populacional de 12,3 habitantes/km² e corresponde a um aumento de 30,7% em relação aos 43 396 habitantes registados no censo de 1997.
Fig. 1 Mapa do distrito de Moamba
Fonte: http://www.dnaguas.gov.mz/lib/Relatorios/Maputo%20Provincia/1007Moamba.pdf
5.1.1. Clima e Hidrografia 
Do ponto de vista climático, o distrito da Moamba, segundo a classificação de Koppen, é dominado pelo clima do tipo BS clima seco de estepe, com uma temperatura média anual que oscila entre 23° a 24° C e pluviosidade anual entre 580 a 590 mm e, também, junto à fronteira com Ressano Garcia, pelo clima BSW, de estepe com inverno seco e uma temperatura média anual entre os 23° e 24° C, e uma pluviosidade inferior à do resto do distrito.
O distrito tem duas estações, uma quente de temperaturas mais elevadas e de pluviosidade acentuada que vai de Outubro a Março e, outra, fresca que se estende de Abril a Setembro.
A pluviosidade média é de cerca de 571 mm com incidência entre Dezembro a Fevereiro. A evaporação potencial média anual é elevada com cerca de 1.433 mm a 1.500 mm. Estes valores têm uma ligeira variação em ordem crescente entre Sabié, Ressano Garcia e Moamba-Sede (METIER, 2005)
5.1.2. Solos
Em geral, no distrito da Moamba predominam os solos de origem aluvionar e basáltico, planos de textura média e profundidades que variam desde a marginal até a boa. Os solos dos vales do Incomáti e do Sabié são aluvionares e têm fertilidade média a elevada, com uma boa aptidão agrícola.
Os tipos de solos mais comuns neste distrito são: os solos vermelhos, os pedocálicos, os pardos, os hidromórficos e os aluvionares (Gouveia e Azevedo, 1949).
Os solos vermelhos subdividem-se em: vermelhos sobre o basalto de Moamba e vermelhos de Namaacha.
Os solos vermelhos sobre o basalto de Moamba caracterizam-se por ter uma camada superficial, castanho-avermelhado, por vezes muito escura, argiloso e de estrutura granulosa. A espessura varia de 10 a 25 cm e transita gradualmente para a terra vermelha, cor de chocolate, argilosa forte, compacta a muito compacta, fundilhada, com nódulos calcários e geralmente muito espessa. O horizonte “C” é constituído por basalto em adiantado estado de meteorização.
Os solos de Namaacha típicos de Namaacha ocorrem com uma certa representatividade no distrito de Moamba. São solos vermelhos, argilosos-arenosos a argilosos, de camada superficial castanho-avermelhado. A sua espessura é muito variável, sendo frequente os casos de solos delgados e esqueléticos. Encontram-se relacionados com a formação geológica das lavas post- karro e com certas rochas companheiras do basalto.
5.2. Determinação de necessidades de água da cultura 
Usou-se o modelo CROPWAT 8.0 para estimar a necessidade de água da cultura de mapira e a necessidade líquida de água de rega usando os dados encontrados no pacote CLIMWAT 2.0.
ETc = Kc*Eto 
In = ETc – Peff
Onde; ETc - evapotranspiração da cultura;
 Eto - evapotranspiração de referência;
 Kc - coeficiente da cultura (Kc).
 In - necessidade liquida de agua de rega
 Peff - precipitação effectiva (FAO)
6. Resultados e Discussão 
6.1. Determinação da evapotranspiração de referência do distrito de Moamba
Os valores de evapotranspiração utilizados foram obtidos na estacão meteorológica de Moamba. 
 Fig. 2 Tabela da evapotranspiração de referência e clima do distrito de Moamba
	 
 Fig. 3 Gráfico da evapotranspiração de referência do distrito de Moamba
Olhando para a tabela acima, pode-se notar que a temperatura media anual varia de 16.6 a 31.1⁰C, sendo que (METIER, 2005) afirma que a temperatura média anual que oscila entre 23° a 24° C. Essa discrepância pode estar associada as mudanças climáticas e ao facto de os dados do CLIMWAT não estarem actualizados. 
O gráfico ilustra que a partir do mês de Janeiro ate o mês de Junho a evapotranspiração do distrito de Moamba tende a baixar, se estabilizando no ate Julho (mês de sementeira) e aumentando ate Dezembro, oque pode afectar a nossa cultura se a precipitação efectiva for menor que a evapotranspiração. Sem contar que nesses meses a velocidade do vento e o número de horas de exposição ao sol também tendem a aumentar. 
6.2. Cálculo da precipitação efectiva
 Fig. 4 Tabela da precipitação efectiva do distrito de Moamba
Fig. 5 Gráfico da precipitação efectiva do distrito de Moamba
Segundo (METIER, 2005) a pluviosidade anual do distrito de Moamba esta entre 580 a 590 mm. Concordando com o resultado obtido no cálculo que é de 551mm. 
Olhando para o gráfico acima pode-se concluir que a evapotranspiração de referencia não supera a precipitação efectiva durante todo o ciclo da cultura de mapira. Mesmo estando o ciclo da cultura entre os meses de menor precipitação.
(METIER, 2005) Diz também que o distrito tem duas estações, uma quente de temperaturas mais elevadas e de pluviosidade acentuada que vai de Outubro a Março e, outra, fresca que se estende de Abril a Setembro, oque pode-se verificar observando a tabela e o gráfico acima. 
6.3. Descrição do solo
 Fig6: características dos solos arenosos no distrito de Moamba
Em geral, no distrito da Moamba predominam os solos de origem aluvionar e basáltico, planos de textura média e profundidades que variam desde a marginal até a boa. Os solos dos vales do Incomáti e do Sabié são aluvionares e têm fertilidade média a elevada, com uma boa aptidão agrícola.
Os tipos de solos mais comuns neste distrito são: os solos vermelhos, os pedocálicos, os pardos, os hidromórficos e os aluvionares (Gouveia e Azevedo, 1949).
A tabela acima ilustra que os solos vermelhos de Moamba têm uma humidade total do solo disponível de 100mm/m, uma taxa máxima de infiltração de chuva de 30mm/dia, profundidade máxima da raiz de 900cm, esgotamento inicial da humidade do solo de 20% e uma humidade inicial do solo disponível de 80mm/m. 
6.4. A curva de coeficiente da cultura (Kc) e as fases de desenvolvimento da Mapira
Fig 7: curva de coeficiente da cultura (Kc)
Acima esta ilustrada a curva de Kc, as fases de desenvolvimento e os respectivos coeficientes para a cultura de Mapira. A fase inicial de desenvolvimento da mapira leva 20 dias (1 de Julho-20 de Julho), onde a profundidade da raiz é baixa e sendo assim a cultura precisa de água facilmente disponível ate os 30cm de profundidade. A fase de desenvolvimento dura 40 dias (21 de Julho-29 de Agosto),a partir dessa fase a cultura começa a se estabelecer e a aumentar a profundidade da raiz. As fases intermediaria e final levam em conjunto 60 dias (30 de Agosto-28 de Outubro).
6.5. Necessidade de água da cultura (NAC) -necessidades liquidas e brutas
In= 
Ig= 
	Date
	Day
	Stage
	Rain
	Ks
	Eta
	Depl
	Net Irr
	Deficit
	Loss
	Gr. Irr
	Flow
	 
	 
	 
	mm
	fract.
	%
	%
	mm
	mm
	mm
	mm
	l/s/ha
	10-Jul
	10
	Init
	0
	1
	100
	32
	15.7
	0
	0
	22.4
	0.26
	20-Jul
	20
	Init
	0
	1
	100
	15
	10.2
	0
	0
	14.6
	0.17
	30-Jul
	30
	Dev
	0
	1
	100
	17
	14.4
	0
	0
	20.6
	0.24
	9-Aug
	40
	Dev
	0
	1
	100
	21
	21.7
	0
	0
	31
	0.36
	19-Aug
	50
	Dev
	0
	1
	100
	25
	30
	0
	0
	42.8
	0.5
	29-Aug
	60
	Dev
	0
	1
	100
	26
	36.8
	0
	0
	52.5
	0.61
	8-Sep
	70
	Mid
	0
	1
	100
	26
	35.9
	0
	0
	51.3
	0.59
	18-Sep
	80
	Mid
	0
	1
	100
	27
	37.4
	0
	0
	53.4
	0.62
	28-Sep
	90
	Mid
	0
	1
	100
	27
	37.7
	0
	0
	53.9
	0.62
	8-Oct
	100
	End
	0
	1
	100
	25
	34.9
	0
	0
	49.9
	0.58
	18-Oct
	110
	End
	0
	1
	100
	20
	28.3
	0
	0
	40.4
	0.47
	28-Oct
	End
	End
	0
	1
	0
	9
	 
	 
	 
	 
	 
	Ln
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	303
	 
	 
	 
	 
	Lg
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	432.8571
	 
	 
	 
	 
 Tabela 1: necessidades de água na cultura da cultura de mapira
A irrigação real necessária/necessidades liquidas para que a cultura da mapira tenha bons rendimentos é de 303mm durante todo ciclo. Essa necessidade de água da cultura corresponde aa procuraevapotranspirativa da cultura de mapira em Moamba e recebendo amanhos culturais determinados. 
A irrigação total necessária/necessidades brutas para que a cultura da mapira tenha bons rendimentos quando cultivada em Moamba é de 432.86mm durante o ciclo inteiro. 
As necessidades brutas ou globais de água de rega, para a cultura em de mapira dependem do processo de aplicação da água, ou seja, do método e sistema de rega, e do sistema de transporte e distribuição da água a partir da sua origem.
6.6. Programação de água de rega
Fig8: tabela de irrigação requerida
De seguida apresentam-se os resultados relativos aos requisitos teóricos de água para irrigação e aos momentos e intervalos entre regas, obtidos através das diversas corridas do programa CROPWAT, para a cultura de mapira. 
	Date
	Day
	Stage
	Rain
	Ks
	Eta
	Depl
	Net Irr
	Deficit
	Loss
	Gr. Irr
	Flow
	 
	 
	 
	mm
	fract.
	%
	%
	mm
	mm
	mm
	mm
	l/s/ha
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	End
	End
	0
	1
	0
	9
	 
	 
	 
	 
	 
Verifica-se que os requisitos de irrigação são maiores, uma vez que, a precipitação é inferior e a evapotranspiração é maior. Os resultados apontam para necessidades hídricas teóricas da cultura do Mapira.
Tabela 2: tabela de programação de rega no distrito de Moamba
Nesta tabela observa-se a quantidade de água a utilizar em cada dia de rega. Respondendo às perguntas do quando e quanto regar. A soma das irrigações corresponde às necessidades hídricas teóricas da cultura para os tais 100% de eficiência de rega. O gráfico abaixo é feito através destes valores. Por exemplo, no dia 10 do ciclo da cultura deve haver uma irrigação de 15.7mm.
Figura 9: gráfico de programação de rega da cultura de milho no distrito de Moamba
O gráfico anterior indica o momento (Quando?) e a quantidade (Quanto?) que se deve regar. O eixo dos Y representa o teor de água no solo em mm e o eixo dos X, os dias após a plantação. A linha de cima (a preto) representa a capacidade de campo, a linha castanha a depleção máxima de água permitida e a linha a verde o coeficiente de emurchecimento. As barras a encarnado representam a evolução do teor de água no solo, teor este que deve ser sempre mantido entre CC e a RFU. Sempre que o teor de água no solo atinge o limite da RFU, desencadeia-se uma rega na quantidade de água necessária para repor o armazenamento na CC. Deste modo, o gráfico também nos indicam em que dias e com que intervalos se deveria regar.
7. Conclusão 
· A necessidade de água da cultura corresponde a procura evapotranspirativa da cultura de mapira em Moamba e recebendo amanhos culturais determinados. As necessidades brutas ou globais de água de rega, para a cultura em de mapira dependem do processo de aplicação da água, ou seja, do método e sistema de rega, e do sistema de transporte e distribuição da água a partir da sua origem.
· O distrito de Moamba apresenta uma evapotranspiração de referência de 4.38mm/dia.
· Durante o ano o distrito de Moamba apresenta uma precipitação efectiva igual a 551mm
· Os solos vermelhos de Moamba têm uma humidade total do solo disponível de 100mm/m, uma taxa máxima de infiltração de chuva de 30mm/dia, profundidade máxima da raiz de 900cm, esgotamento inicial da humidade do solo de 20% e uma humidade inicial do solo disponível de 80mm/m.
· A cultura de mapira quando cultivada no distrito de Moamba precisa de 303mm de rega real e 432.8571mm de rega bruta.
8. Referências Bibliográficas 
al, C. e. (2014). Sistemas de cultivo mapira-leguminosas e mexoeira-leguminosas. Nairobi: Africa Soil Health Consortium.
Bationo, V. C. (2014). Sistemas de cultivo mapira/meixoeiraleguminosas. Nairobi.
IIAM. (2006). Estabelecimento de Prioridades para a Investigação Agrária no Sector Público em Moçambique Baseado nos Dados do Trabalho de Inquérito Agrícola (TIA) .
METIER. (2005). Perfil Do Distrito de Moamba.
INE. 2013. Estatísticas do distrito de Chicualacuala
MAE. 2014. Perfil do distrito de Chicualacuala província de gaza. Maputo;
Vidal, 	Maïa Marjolaine (2008) Os produtores de Algodão de Moçambique; Dissertação para obtenção do Grau de Mestrado; Universidade Técnica de Agronomia, Lisboa;
Zonta, João Henrique; Bezerra, José Renato Cortez; Perreira, José Rodrigues e Sofiatti, Valdinei (2016) Manejo da Irrigacao do Algodoeiro; Embrapa Algodão, Brasil;
J. du Toit, Provincial Carachteristics of South Africa, 2002.
FAO (1979) - Crop Evapotranspiration. FAO, Guidelines for computing crop water requirements, 56. Food and Agriculture Organization of the United Nation. Roma.
 FAO (1998) – Yield response to water. FAO, Irrigation and drainage, 33. Food and Agriculture Organization of the United Nation. Roma.
ETo mm/day
Month
121110987654321
5
4
3
ETo mm/day
Rain mm
Eff rain mm
Month
121110987654321
120
115
110
105
100
95
90
85
80
75
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65
60
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50
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35
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20
15
10
5
Depletion
RAM
TAM
Days after planting
1151101051009590858075706560555045403530252015105
Soil water retention in mm
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
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10
0
-10
-20
Field CapacityField Capacity