Dinâmica de Água no Solo e Consumo Hídrico na Agricultura: Um Estudo de Caso em Vinha na Região Demarcada do Douro

Dissertação de mestrado em clima e alterações climáticasA cultura da vinha reveste-se de grande importância para Portugal, sendo uma das actividades com maior relevância na economia nacional e em particular na Região Demarcada do Douro. Por outro lado, a agricultura é uma actividade muito exigente em água e mesmo em culturas como a vinha tem vindo-se a converter áreas de sequeiro para regadio. Esta situação toma ainda maior acuidade, num cenário de alterações climáticas, com a água a ser um bem cada vez mais escasso. Assim, impõe-se a necessidade de uma gestão sustentável deste recurso, numa área como a vitivinicultura do Douro, com o seu clima quente e seco. O objectivo principal desta dissertação consistiu em estudar a dinâmica de água no solo e determinar a utilização de água pela vinha durante o período de Verão, de forma a promover uma gestão de água sustentável. Pretendeu-se, assim, numa vinha localizada na Granja, Alijó (Região Demarcada do Douro): (i) monitorizar o teor de água no solo, em profundidade e em termos temporais; (ii) calcular a evapotranspiração (ET) da cultura no período de maior demanda evaporativa atmosférica e (iii) avaliar a eficiência do uso de água. A propriedade em que se insere o estudo (latitude: 41° 15 N; longitude: 7° 28’ W, altitude: 600 m) tem uma área de cerca de 100 ha, sendo a área experimental de aproximadamente 1 ha, com orientação NE-SW. A vinha é composta de videiras adultas, plantadas em 2002, cv. “Moscatel Galego branco” e conduzida em cordão bilateral, num compasso de 1 x 2,2 m (espaço na linha x espaço entre-linha). Foram considerados três tratamentos: não regado (NR), prática tradicional na região, regado moderadamente (RM) e bem regado (R), ou seja, sem restrições de água. A rega foi efectuada, de 5 de Agosto a 10 de Setembro de 2009, por um sistema gota-a-gota (2,2 l/h). Totalizou 190 mm no tratamento bem regado (R) e 90 mm no regado moderadamente (RM). Foram efectuadas medições periódicas do teor de água no solo, utilizando tecnologia Time Domain Reflectometry (TDR), desde o mês de Junho até ao final do ano de 2009, para os três tratamentos e para o perfil 0-1,5 m, a intervalos de 10 cm. Foi ainda instalada uma estação meteorológica automática (EMA), para monitorizar a evolução do estado do tempo atmosférico. Assim, a temperatura do ar registou valores compreendidos entre os 0,6ºC, em Fevereiro e os 30,4ºC em Agosto. O défice de vapor (VPD) teve um máximo de 1,31 kPa durante o mês de Agosto, associado a humidades relativas baixas e a temperaturas elevadas. A precipitação foi escassa no período de Abril a Setembro (126 mm) representando apenas 14% da precipitação total anual (888 mm no ano de 2009). O défice hídrico potencial, indicado pela diferença entre os totais evapotranspiração de referência e de precipitação, teve um máximo de 135 mm em Agosto, com défices superiores a 100 mm de Maio a Setembro de 2009. Esta situação foi agravada pelo facto de no tratamento não regado (NR), o teor de água no solo (TAS) ter atingido o coeficiente de emurchecimento (CE), no Verão, para todo o perfil considerado, com maiores défices de humidade em profundidade e, com um período de défice hídrico maior que nos outros tratamentos. O teor de água disponível no solo (TAD) determinado por análises laboratoriais foi de 0,20 m3/m3, correspondendo a 240 mm/m. Os valores da evapotranspiração cultural acumulada apontaram para um consumo de água variando entre 220 mm para o tratamento R, 203 mm para o tratamento RM e 149 mm para o tratamento NR. A eficiência do uso de água (Water Use Efficiency, WUE) calculada como a razão entre a produtividade (kg/ha de uva fresca) e evapotranspiração da cultura (mm) foi de 22,7 kg/mm/ha, 26,9 kg/mm/ha e 27,4 kg/mm/ha para os tratamentos R, RM e NR respectivamente. Dos resultados encontrados, conclui-se que a WUE foi maior para o tratamento RM do que para o tratamento R, o que vem reforçar a necessidade de programar uma gestão de água sustentável, de forma a maximizar o uso deste bem escasso e vital para a biosfera.In Portugal, the cultivation of vine is of high importance, being one of the most important activities for the national economy and for the Douro Demarcated Region. Irrigation has been contributing for the increase of yield and quality of the grapevines. Nevertheless the threat of water scarcity will call for a sustainable management of this resource in the production of wine, in this hot, dry environment of this region. The aim of this research is to promote the sustainable management of water based on the study of water dynamics in the soil and grapevine water consumption during the summer period. To this end, the water dynamics in the soil of a vineyard in Granja, Alijó (Douro Demarcated Region), were quantified in the following ways: (i) monitoring the water content in the soil, in relation to soil profile and time; (ii) calculating the evapotranspiration (ET) of the grapevine cultivation at the peak of high evaporative demand, and (iii) evaluating the efficiency of water usage. The land where the research was performed (latitude: 41° 15 N; longitude: 7° 28’ W, altitude: 600 m) covers an area of approximately 100 ha, however the experimental lay-out only covers 1 ha, with an NE-SW orientation. The grapevines are mature and were planted in 2002; the grapevine was cultivar “Moscatel Galego branco”, and vine plant spacing is 1 m between rows and 2.2 within rows. During the research, three treatments were considered: non-irrigated (NR) in accordance with traditional grape cultivation in the region, moderately irrigated (RM) and irrigated (R), without water restrictions. The irrigation was applied on a daily basis from 5 August to 10 September, using a trickle system (2.2 l/h). The total water usage for irrigated treatment (R) and for the moderately irrigated treatment (RM) was 190 mm and 90 mm, respectively. From June to the end of 2009, periodical measures of the soil water content were made, using Time Domain Reflectometry (TDR) technology. This technique was applied to the three treatments (R, RM, NR) and to the soil profile between 0-1.5 m, at intervals of 10 cm. Climate variables were measured by an automatic weather station during 2009. The air temperature records range between 0.6ºC in February and 30.4º C in August. In August, vapor pressure deficit (VPD) reaches a maximum of 1.31 kPa, due to the relative humidity and high temperatures. From April to September the precipitation was scarce (126 mm) representing only 14% of total annual rainfall (888 mm in 2009).The potential soil water deficit, ie the difference between total rainfall and the reference evapotranspiration, reached a maximum of 135 mm in August, with deficits higher than 100 mm from May to September, 2009. The soil water content (SWC) in the non-irrigated treatment (NR) reached permanent wilting point (PWP) in all profiles during the summer. Furthermore, the humidity deficits at depth, and the soil water deficit (SWD) was higher than the other treatments, for a longer period. The results of the water available in the soil were 0.20 m3/m3, corresponding to 240 mm/m. The values of the total crop evapotranspiration showed a water usage range of 220 mm for the Irrigated treatment, 203 mm for the moderately irrigated and 149 mm for the non-irrigated treatment. The water use efficiency (WUE), which expresses the ratio between yield (kg/ha grapes) and the total crop evapotranspiration (mm) was 22.7kg/mm/ha, 26.9 kg/mm/ha and 27,4kg/mm/ha for the treatments R, RM and NR respectively. It can be concluded that WUE was higher in the RM treatment than in the R one. This reinforces the need for a sustainable water management, maximizing the use of water, a scarce and vital resource for the biosphere