Irrigation system by capillary action in the citrus rootstocks production in seedings stage

Resumo: O manejo hídrico-nutricional das plântulas na produção de porta-enxertos de mudas cítricas na fase sementeira, realizado por sistemas de aspersão operados manualmente, apresenta o problema ambiental do descarte da água ou solução residual proveniente da fertirrigação. O rejeito hídrico do sistema de produção tem como destino o próprio solo e pode, desta forma, atingir lençóis freáticos e contaminar os recursos hídricos da bacia hidrográfica onde está localizada a propriedade. Buscando uma solução para essa problemática, o presente projeto teve como objetivo desenvolver um equipamento de irrigação que aplique água por capilaridade para ser empregado na produção de porta-enxertos de mudas cítricas, na fase de sementeira e que possibilitasse o uso racional dos recursos hídricos nesse setor. Inicialmente, realizou-se um diagnóstico das características tecnológicas da irrigação utilizada pelos viveiristas, por meio do preenchimento de um questionário. Em uma segunda etapa do trabalho, avaliou-se o desempenho da irrigação empregada pelos produtores de mudas, estimando a eficiência da irrigação e as perdas de água e de sais, utilizando uma metodologia desenvolvida especificamente para esse objetivo. Com os resultados das etapas anteriores, foram desenvolvidas propostas de equipamentos, seguido da construção de protótipos e testes preliminares. Executou-se a caracterização hidráulica do protótipo escolhido, com e sem a presença de tubetes preenchidos com substratos, com a determinação das curvas características de vazão versus pressão para três pressões de serviço (10 kPa, 15 kPa e 20 kPa) e estimando-se o tempo e volume de enchimento. Monitorou-se, nos ensaios com substrato, a subsidência e perda de substrato e o armazenamento de água, entre as quatro aplicações de água. Por fim, realizou-se a simulação da operação deste equipamento em campo. Os resultados da pesquisa confirmaram que o produtor de porta-enxertos de mudas cítricas característico do estado de São Paulo, no ano de 2007, tinha uma área de produção entre 1001 m2 a 3000 m2; produzia até 80.000 mudas anualmente; utilizava casca de pinus como substratos; empregava chuveiros ou tubos perfurados como sistemas de irrigação juntamente com fertirrigação, não utilizando técnicas para o manejo da irrigação. As avaliações de desempenho da irrigação na produção de porta-enxerto de mudas cítricas na fase de sementeira confirmaram que esta atividade é realizada sem controle efetivo da lâmina aplicada gerando baixas eficiências de irrigação, com perdas significativas de água e fertilizantes. O equipamento desenvolvido demonstrou potencialidades no aprimoramento do manejo e na automação do processo, se mostrando uma alternativa tecnológica viável para esse sistema de produçãoAbstract: The water and nutrition management in the production of citrus rootstocks in the seedling phase performed by sprinkler systems, manually operated, presents the environmental outcome of water or residual solution disposal from the fertigation. The generated wastewater is generally discarded directly in the soil with the risk to reach the groundwater and contaminate the watershed water resources where the property is located. Looking for a feasible technical alternative to solving this problem, this research aimed to develop an irrigation system that applied water by capillary action to be employed in the production of citrus rootstocks in the seedling stage that would allow the appropriate water resources use in this sector. Initially, it was carried on the assessment of the characteristics of irrigation used by citrus nurseries growers by fill in a feedback form. In the second stage of the study it was evaluated the irrigation system performance used by producers, estimating the efficiency of irrigation and water and salt losses, using a field methodology developed specifically for this purpose. With the results of the previous steps, it was developed and design equipment proposals, followed by construction of prototypes with preliminary testing. Afterwards, the chosen prototype was hydraulically characterized with the determination of the flow rate and pressure relationship for three operating pressures (10 kPa, 15 kPa and 20 kPa), estimating the time and filling volume of the equipment. The substrate subsidence and material loss were monitored during the hydraulic trails, estimating the substrate water storage in the four water applications. Finally, a field simulation of the equipment was performed to compare with the conventional irrigation. The survey results confirmed that the producer of citrus rootstocks characteristic of the state of Sao Paulo in 2007, had a production area from 1001 m2 to 3000 m2, producing up to 80,000 seedlings annually, used pine husk as substrates; employed showers or perforated pipes and irrigation with fertigation, not using techniques for irrigation. Performance appraisals of irrigation in the production of citrus rootstocks in the seedlings stage confirmed that the irrigation activity in the citrus rootstock production during the seedling phase is performed without effective control of the applied depth, generating low irrigation efficiencies with significant losses of water and fertilizers. The developed capillarity equipment, despite showing a low performance, has shown potential to improve the management and automation of the process, proving to be a viable alternative technology for this production syste