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METODOS DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA /N S/TU PARA CULTIVOS EN ZONAS ARIDAS José Barbosa dos Anjos1 Luiza Teixeira de Lima Brito' Maria Sonia Lopes da Silva 1 RESUMEN Métodosde captación de agua de lIuvia in situ para cultivos en zonas áridas EItrópico semiárido de Brasil comprende una superficie de 1'150,000 km 2 que corresponde a 70% dei área de Ia región nordestey a 13% de Iasuperficie total dei país. Enel Municipio de Petrolina, Ias lIuvias se concentran diciembre-abril y presentan una granirregularidad a través de los anos. tanto en cantidad como en distribución. Para establecerun sistema de captación de agua in situ, es necesario conocer información sobre: tamaiio dei área a cultivar, tipo de suelo, topografía,cantidad y distribución de Ias lIuvias, cultivos (anuales o perennes), así como Ia disponibilidad de mano de obra y maquinaria. Es también importante conocer factores socioeconómicos, a fin de hacer viable Ia inversión que requiere Ia tecnología.Se describen métodos para captar y almacenar aguade lluvia en el suelo: barbecho (aradura) y siembra en terrenos planos; pileteo anterior y posterior a Ia siembra; diques en los surcos; labranza en bandas; método Guimaraes Duque,que consiste en formar surcos para Ia siembracon camellones altos y anchos entre elossiguiendo Ias curvas a nivel; yagricultura de reflujo fluvial, en Ia cual se utilizan los suei os potencialmente agrícolas de represas, riosy lagos que se cubren de agua en Iaépoca delIuvias. 'z. 1(1'_0\ SUMMARY Methods for in situ rain water capture for crops in arid zone The surface of semiarid tropicallands in Brazil is 1'500,000 km 2 that corresponds to 70% of North-East region and 13% of the total surface of the country. In Petrolina County, rainfall concentrates in December-April, and its amount and distribution are extremely irregular. To establish a rain capture system, it is necessaryto have information on: size ofthe surface to cultivate, soi! type, topography, rain amount and distribution, crops (annual or perennial), as well as work hand and machinery availability. It is also important to know several socioeconomic factors in order either to make or not the investment required by the technol- ogy. Rain water capture and storage methods are described: flat lands ploughing and sow- ing; ditch building in the furrows; barrier build- ing on the furrows, before and after sowing; Guimaraes Duque method, that is making fur- rows for sowing with high and wide ridges that follow levei curves; and refluence agriculture on the potentially agricultural soils of dams, lakes, and rivers that are covered with water during the rainy season. MEMORIAS RELACO IV, 1997 MEXICO (291-301) 'EmpresaBrasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) CentrodePesquisa Agropecuária do Trópico Semi-Árido (CPATSA), Cx. Postal 23, 56300-000 Petrolina PE, Tel. (081) 862-1711 Fax: (081) 862-1744 Email: [email protected] Brasil.

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METODOS DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA /N S/TUPARA CULTIVOS EN ZONAS ARIDAS

José Barbosa dos Anjos1Luiza Teixeira de Lima Brito'Maria Sonia Lopes da Silva1

RESUMEN

Métodosde captación de agua de lIuviain situ para cultivos en zonas áridas

EItrópico semiárido de Brasil comprendeuna superficie de 1'150,000 km2 quecorresponde a 70% dei área de Ia regiónnordestey a 13% de Ia superficie total dei país.Enel Municipio de Petrolina, Ias lIuvias seconcentran diciembre-abril y presentan unagranirregularidad a través de los anos. tantoen cantidad como en distribución. Paraestablecerun sistema de captación de agua insitu, es necesario conocer información sobre:tamaiio dei área a cultivar, tipo de suelo,topografía,cantidad y distribución de Ias lIuvias,cultivos (anuales o perennes), así como Iadisponibilidad de mano de obra y maquinaria.Es también importante conocer factoressocioeconómicos, a fin de hacer viable Iainversión que requiere Ia tecnología.Sedescriben métodos para captar y almacenaraguade lluvia en el suelo: barbecho (aradura)y siembra en terrenos planos; pileteo anteriory posterior a Ia siembra; diques en los surcos;labranza en bandas; método GuimaraesDuque,que consiste en formar surcos para Iasiembracon camellones altos y anchos entreelossiguiendo Ias curvas a nivel; yagriculturade reflujo fluvial, en Ia cual se utilizan lossueios potencialmente agrícolas de represas,riosy lagos que se cubren de agua en Ia épocadelIuvias.

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SUMMARY

Methods for in situ rain water capture forcrops in arid zone

The surface of semiarid tropicallands inBrazil is 1'500,000 km2 that corresponds to70% of North-East region and 13% of the totalsurface of the country. In Petrolina County,rainfall concentrates in December-April, andits amount and distribution are extremelyirregular. To establish a rain capture system, itis necessaryto have information on: size ofthesurface to cultivate, soi! type, topography, rainamount and distribution, crops (annual orperennial), as well as work hand and machineryavailability. It is also important to know severalsocioeconomic factors in order either to makeor not the investment required by the technol-ogy. Rain water capture and storage methodsare described: flat lands ploughing and sow-ing; ditch building in the furrows; barrier build-ing on the furrows, before and after sowing;Guimaraes Duque method, that is making fur-rows for sowing with high and wide ridges thatfollow levei curves; and refluence agricultureon the potentially agricultural soils of dams,lakes, and rivers that are covered with waterduring the rainy season.

MEMORIAS RELACO IV, 1997 MEXICO (291-301)

'EmpresaBrasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA)Centrode Pesquisa Agropecuária do Trópico Semi-Árido (CPATSA),Cx.Postal 23, 56300-000 Petrolina PE, Tel. (081) 862-1711 Fax: (081) 862-1744 Email: [email protected].

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métodos de captación de lIuvia "in situ",utilizando tanto fuerza motriz como tracciónanimal. Eneste trabajo, se presentan Iasprincipales técnicas de captación de agua delIuvia "in situ" más adecuadas a Ias condicionesde los productores de regiones semiáridas deBrasil.

METODOS DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA /N S/TUPARA CULTIVOS EN ZONAS ARIDAS

José Barbosa dos AnjosLuiza Teixeira de Lima BritoMaria Sonia Lopes da SilvaEMBRAPAIntroducción

EI trópico sem i-árido brasileno. con unaárea de 1,150,000 km", corresponde a 70%dei área de Ia región nordeste y 13% de Iasuperficie total dei país, presenta una grandiversidad de panoramas naturales,comprendidos en 120 unidades geo-ambientales, con grandes diferencias físicas,y biológicas, así como, socio-económicas (Silvaet aI., 1993). La escasez o Ia mala distribuciónde Ias lIuvias, Ias limitaciones de suelos, Iasprácticas agrícolas adoptadas, entre otrosfactores, constituyen aspectos limitantes parael desarrollo agrícola de Ia región.

Los suei os predominantes de Ia regiónson de origen cristalino, normalmente rasos,silicosos y pedregosos, con baja capacidad deinfiltración y bajo contenido de materia orgánica.Asociadas a estas características, Ias altasintensidades de precipitación pluvial provocanpérdidas de agua por escorrentía superficial"runoff' y consecuentemente, erosión hídrica.

Dadas Ias características de Ia región,es conveniente considerar, en el planeamientoagrícola en cada finca, mecanismos queposibiliten ai productor explotar su propiedadcon menor riesgo de fracaso, y que ésta seacapaz de producir satisfactoriamente, a pesarde Ias limitaciones que impone el ambiente.

EMBRAPA, Empresa Brasileira dePesquisa Agropecuaria a través dei CPA TSA,Centro de Pesquisa Agropecuaria dei TrópicoSemi-Arido ha desarrollado o adaptado algunos

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Factores determinantes para Ia im-plantación de métodos de captación deagua de lIuvia "in situ"

Para establecer un sistema de captaciónde agua in sltu, es necesario disponer deinformación sobre una serie de factores comoel tarnario dei área a ser cultivada, el tipo desuelo, Ia topoçratla, cantidad y distribución deIas lIuvias, cultivos (anuales o perennes) ydisponibilidad de equipes, así como de manode obra. Estos datos deben estar asociados afactores socioeconómicos, a fin de hacerviable Ia inversión de Ia tecnología.

En el Municipio de Petrolina, PE., elperíodo lIuvioso se concentra en los mesesdediciembre a abril, y ese período se consideracomo ciclo agrícola. Los datos deprecipitaciones mensuales, durante 10 arios(1985-1994), muestran una gran variabilidaden Ia distribución de Ias lIuvias, con mayorconcentración en el mes de marzo (Cuadro 1).En el ano agrícola 1994/95, hubo una pre-cipitación pluvial de 781.60 mm, con 210.60mm en el mes de enero, en el ciclo 1992-1993,se presentó una precipitación total de 164.50mm, con 140.20 mm en los meses denoviembre a enero.

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Cuadro 1. Precipitación pluvial mensual (mm) registrada en Petrolina. Pe., Brasil en elperíodo de 1985 a 1994.

Mes/Aiío 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

Ener 286.6 36.5 4.8 99.2 27.5 34.2 103.0 344.1 34.4 121.4Feb 84.9 78.5 30.7 31.7 21.0 90.3 111.2 122.1 12.0 41.0Mar 172.0 184.1 162.8 256.8 216.7 25.7 207.4 49.4 5.5 156.5Abr 151.6 25.1 19.8 117.3 154.6 42.8 47.6 33.4 20.8 78.4May 15.6 14.0 73.3 29.8 78.5 6.6 52.7 4.0 3.8 5.9Jun 69.9 0.8 0.8 44.9 0.0 9.0 21.8 4.0 5.9 9.9Jul 5.6 7.7 47.4 5.9 14.1 61.6 0.0 0.9 1.4 14.8Ago 19.9 1.3 0.0 0.0 5.4 0.3 4.3 0.0 5.8 0.0Sept 0.0 0.6 0.0 0.0 0.0 0.4 0.0 0.9 0.8 1.0Oct 3.4 3.6 54.6 14.4 0.0 0.0 0.0 0.0 25.7 0.0Nov 95.1 3.3 0.0 56.1 6.2 61.3 73.3 31.9 55.5 0.0Dic 174.0 29.5 12.8 105.0 369.3 18.8 13.1 68.1 16.2 42.2

TOTAL 1,078.6 385.1 407.0 761.1 893.3 351.0 634.8 658.8 187.8 471.1

La época de siembra es otro factor degran importancia para el éxito de Ia agriculturade temporal o secano. Silva et ai. (1982)muestran que para el chícharo de vaca, Iamejor fecha de siembra en el Municipio dePetrolina es dei 2 ai 6 de marzo y para el maízdei 17 de enero ai 9 de febrero, para que elcrecimiento coincida con el período de mayorconcentración en Ia distribución de Ias lIuvias.

En 10 que se refiere a erosión dei suelo,Ia lIuvia es uno de los factores climáticos quemás influencia tiene sobre el proceso deerosión, siendo su intensidad el factor másimportante. En el trópico semiárido de Brasil,el régimen hídrico se caracteriza por lIuvias decorta duración, pero de alta intensidad.Frecuentemente, los suelos se preparan encondiciones de humedad desfavorable, 10 quecausa que se pulverice demasiado y,consecuentemente, se torne más vulnerable aIa erosión (EI3o).

Según Doorembos y Kassam (1994), elcultivo dei maíz (Zea mays L.), dependiendo .de Ias condiciones climáticas, y sin considerarotros factores de producción, necesita, en suciclo, de 500 a 800 mm de agua, biendistribuidos de acuerdo con sus fases

fenológicas. Principalmente, Ias fases defloración y lIenado dei grano, para obtener Iamáxima producción.

AI comparar Ias necesidades hídricasdei cultivo dei maíz con los datos deprecipitación media de 400 mm, dei Municipiode Petrolina-PE, se observa que, anualmente,el cultivo presenta un déficit hídrico, debidoprincipalmente a Ia irregularidad de Iadistribución de Ias lIuvias en el tiempo y en elespacio.

Métodos de captación de agua de lIuvia insitu

EI sistema tradicional de cultivo mínimode siembra en cepas, con el auxilio dei azadón,origina pequenas depresiones, capaces dealmacenar cierta cantidad de agua de lIuvia.Este sistema es aparentemente poco agresivopara el media ambiente; entretanto, como elsuelo no se barbecha, su superficie seencuentra ligeramente compactada, 10 quedificulta Ia infiltración dei agua y facilita elescurrimiento superficial, que contribuye aiproceso erosivo. Por 10 tanto, técnicas simplesde preparación dei suelo, dirigidas a Ia capta-

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ción de agua son recomendadas y pueden seraplicadas tanto con tracción mecánica comoanimal (Duret et a/., 1986).

Captación de agua de lIuvia in situ: barbechoy siembra en terrenos planos

EI barbecho dei suelo dei suelo para Iasiembra de de cultivos de secano, es una deIas técnicas de captación de agua de lIuvia insitu que se usa principalmente en Ia regiónsemiárida dei noreste de Brasil, debido a Iaformación de pequenas depresiones comoconseeuencia dei paso dei arado, 10 que tienepor objetivo impedir el escurrimiento superficialdei agua de Ia lIuvia, Ia cual queda almacenadaen el perfil dei suelo y asl, disponible por mástiempo para el cultivo. Este método consisteen Ia utilización de arados de tracción animalo tracción mecánica, siendo el arado devertedera con tracción animal el método rnássimple (Anjos, 1988). La Figura 1 es unesquema dei cultivo en el campo.

PLANO

Para tracción animal, el equipo mássimple es el arado de reja, con ancho de cortede 20 cm. Su costo es de aproximadamenteUS$ 150.00, Y el dei animal de tracción deUS$ 300,00, 10 cual significa una inversióntotal de US$450.00. EI alquilerdel implementocon el animal de tracción tiene un costo deUS$ 0.96/ hora. Cuando se trata de tracciónmecánica, el alquiler dei tractor de neumáticosvaria de US$12.00 a 15.00/hora.

Captación de agua de lIuvia in situ:surcamiento posterior a Ia siembra

EI surcamiento posterior a Iasielnbraesuna técnica de captación de agua de lIuviaqueconsiste en un barbecho dei área y siembraenplano, seguidas dei surcamiento entre lineasde cultivo, cada dos o tres de ellas, dependiendodei cultivo y de su estado de desarrollo. Estalabor se efectúa con surcadores a tracciónanimal o mecánica, (Figura 2). Cuando loscultivos como maíz o sorgo están bien desa-

Figura 1. Barbecho y siembra en terreno plano.

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rrollados es difícil utilizar Ia barra porta-implementos con más de un pileteador, debidoa 10 cual, Ia solución es el uso dei surcador deuna línea, con Ia tracción de un solo animal,bovino o equino.

295luego se abren los surcos a una distancia de75 cm. En este sistema, Ias pilas paraalmacenar el agua se hacen utilizandopileteadores y Ia labor se complementamanualmente con azadón para trabajar entreIas plantas.

Plano y surcamiento

Figura 2. Surcamiento posterior a Ia siembra.

La época más adecuada para elsurcamiento posterior es de 30 a 40 díasdespués de Ia siembra dei frijol y de 20 a 30días después de Ia dei maíz.

EI costo de adquisición de un surcadorde una línea equivale aproximadamente aUS$ 80.00 y el dei animal de tracción a US$300.00, 10 que resulta en una inversión inicialde US$ 380.00. EI precio dei alquiler de unanimal de tracción y dei pileteador de una Iíneaes aproximadamente de US$ 0.90/hora. EIalquiler de un tractor de neumáticos varía deUS$ 12.00 a 15.00/hora.

Captación de agua de lIuvia in situ: pileteoanterior a Ia siembra

La técnica de captación de agua delIuvia in situ por medio dei pileteo antes de Iasiembra consiste en un barbecho dei área,

Este sistema permite un mayoraprovechamiento dei agua de lIuvia y, ademásde optimizar los tratamientos de cultivo yfitosanitarios, posibilita Ia mecanización debidoa que los lomos de los surcos definen Ias líneade siembra (Figura 3). La presencia detocones,piedras y pendientes superiores a 5% limitamsu utilización.

EI costo de un chasis porta implementoses de USS 1,500.00 Yel de Ia yunta de bovinosde tracción es de alrededor de USS 1,000.00.En caso de utilizar tractores de neumáticos, elcosto dei alquiler es de US$ 12.00 a 15.001hora.

Captación de agua de lIuvia in situ: diquesen los surcos

EI sistema de captación de agua delIuvia in situ, por medio de pequenos diques en

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Los diques quedan a distancias de 2 a 3m sobre el surco, siendo el operador dei pile-teador quien controla tanto Ias distancias eo-

Figura 3. Surcamiento anterior a Ia siembra.

los surcos, fue desarrollado por Ia EMBRAPA-CPATSA, Y consiste de un barbecho y surca-miento dei suelo a O.75m de distancia entresurcos, seguidos de Ia operación deconstrucción de los diques, que son pequenasbarreras dentro dei surco, que tienen Iafinalidadde impedir el escurrimiento superficialdei agua de lIuvia. La construcción de diques

en los surcos efectuado con implementos atracción animal (Figuras 4 y 5) debe hacerseantes de Ia siembra que se hace sobre ellomodei surco.

Figura 4. Construcción de diques en los surcos con chasis porta implementos.

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Figura 5. Pileteador de surco para tracción de un solo animal.

Surcos con diques

mo Ia altura de los diques, teniendo cuidado dedejarlas con una altura inferior a Ia de los10mos de los surcos destinados a Ias líneas desiembra (Figura 6). En este método, Ias pilasse hacen con pileteadores entre Ias líneas desiembra y se completa su construcciónmanualmente, con azadón, entre Ias plantas.EIpileteador de surcos puede ser construido por

Dique-----

Dique

DiqU8"------_------ILt

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artesanos locales en pequenos talleres y secalcula un costo de alrededor de US$ 180.00.Exige poco esfuerzo de tracción, por 10que sepuede utilizar animales pequenos, comoburros, que tiene un precio promedio de US$70.00. Los costos de alquiler los implementosy animales para usar este método es dealrededor de US$ 0.90/hora.

Dique

Figura 6. Sistema de surcos con diques.

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298Captación de agua de lIuvia in situ: labranzaen bandas

EI método de captación de agua de lIuviain situ a través de Ia labranza en bandasconsiste dos pasos sucesivos con el arado devertedera reversible a tracción animal, dejandouna distancia de 0.60 m a partir de Ia pared deIa segunda banda dei suelo arado, y asisucesivamente, reduciendo de esta manera,el tiempo de trabajo operativo en 50%, debidoa que Ia labranza se hace en bandas. La partedei suelo no laboreado entre dos bandas sirvepara Ia captación y conducción dei agua hastaIa zona de Ia siembra (Figura 7).

cultivo de 1.0 m. Cada ano, se vuelve a reali-zar Ia labranza en bandas, promoviendo así Iarotación gradual dei área de cultivo. Las piletasse pueden construir manualmente con azadón,mientras que Ias plantas tengan una alturamenor de 1O cm, se puede usar el arado devertedera reversible en Ia parte no trabajadapara eliminar Ias hierbas y acercar tierra a Iasplanta (aporque) (Figura 8).

Captación de agua de lIuvia in situ: métodoGuimarães Duque

Según Silva tal. (1982), Ia primera técnicade captación de agua de lIuvia in situ, adaptada

Labranza en bandas

Figura 7. sistema de labranza en bandas.

La inversión para adopción dei sistemaes bajo. EI arado tiene un costo de US$ 150.00Yel de un equino es aproximadamente de US$300.00. EIarado que se utiliza en Ia preparacióndei suelo para Ia siembra es el mismo que seusa en el pileteo. EI alquiler dei implementotiene un costo de US$ 0.70/hora.

Cuando se sigue este método, Ia siembraefectúa con sembradoras manuales sobre Iasegunda línea dejada por el arado en cadabanda, siendo Ia distancia entre líneas de

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a Ias condiciones dei sem i-árido noreste deBrasil fue desarrollada porellNFAOL (Institutodei Noreste para el Fomento dei Algodón y IasOleaginosas) y se denominó MétodoGuimarães Duque de Lavoura Seca. Estemétodo ha sido adaptado por EMBRAPA-CPATSA para Ia producción de cultivosanuales, principalmente rnaíz y chicharo devaca.

EI método Guimarães Duque consisteen Ia formación de surcos de siembra con

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EI precio de alquiler de un tractor deneumáticos es de US$ 12.00 a 15.00/ha, yenpromedio se necesita 1.6 hora para implantarel sistema en una hectárea.

Figura 8. - Método de pileteo mecánico con tracción animal.

hacen con cortes siguiendo Ias curvas a nivel,con un arado de tres discos reversibles. Paraaplicar este método, se recomienda quitar eldisco más próximo a Ias ruedas traseras deitractor, realizando el trabajo con sólo los otrosdos discos dei arado.

EI operador dei tractor inicia el trazadode los surcos, con base en Ias curvas a nivel yel suei o se voltea hacia Ia parte superior de Iapendiente dei ttreno. Después de hacer elprimer surco, ra hacer el segundo, debelIevarse a cabo I maniobra de tal manera quelos neumáticos dei tractor pasen sobre elsuei o que aún no esté arado, es decir,bordeando el surco anterior y asísucesivamente. Este procedimiento permiteIa formación dei área de captación entre loscamellones, siendo el espacio entre líneas decultivo de 1.50 m (Figura 9).

Este sistema es semipermanente, conduración de tres a cinco anos, pudiendo sermanejado a cada cL"+ivo con arados devertedera a tracción animal, cambiando delugar Ia zona de siembra.

Captación de agua de lIuvia in situ:agricultura de reflujo fluvial

La agricultura de reflujo es una prácticaque consiste en Ia utilización de los suelospotencialmente agrícolas de Ias represas, ríosy lagos que quedan cubiertas por agua en Iaépoca de lIuvias (Duque, 1973 y Guerra,1975).

Este tipo de captación de agua de lIuviain situ es una técnica de preparación dei sueloque se asocia ai almacenamiento de agua delIuvia, proveniente dei escurrimiento superficial,que viene siendo muy estudiada en Ias dosúltimas décadas. Es probable que haya sur-gido desde hace mucho tiempo, quizás duran-te el período colonial de Brasil, cuando seinició Ia plantación de cana de azúcar, en elsertón semiárido dei noreste de Brasil, con eluso dei método de apertura de zanjasrectangulares.

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Ia sobrevivencia de tres millones de personas,aún en anos de sequía intensa, por media deIa explotación de sus reflujos, (Guerra, 1975).

Figura 9. - Camellones altos y anchos sistema deI método "Guimarães Duque".

EI sistema se sigue usando hasta Iafecha, debido a que conserva mejor Ia humedaden el suelo, porque Ia tierra proveniente de Iaexcavación de Ias zanjas se distribuye en loslugares aledafios y así se discontinúa Iacapilaridad, impidiendo Ia pérdida de agua.

En Ia actualidad, los reflujos sonexplotados principalmente por productores que,en su mayoría, utilizan herramientas manualesy en menor escala, tracción animal, siendo loscultivos que con mayorfrecuencia se producencon este método: arroz, frijol, camote y maíz(Carvalho, 1973).

Según Silva e Porto (1982), hay más de70,000 represas (públicas y privadas)distribuidas en el noreste de Brasil. Eso permite

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EI implemento más utilizado por 105agricultores es el arado de vertedera a traeciónanimal, con un ancho de corte de 20 em (8pulgadas), su costo es de aproximadamenteUS$ 150.00 Y el de un animal de traceión deUS$ 300.00,10 que significa una inversión deUS$ 450.00. EI costo dei alquiler deimplementos con animal de tracción es deUS$ 0.96/hora. El alquiler de un traetor deneumáticos varía de US$12.00 a 15.00/hora.Es difícil manejar un tractor en suelos con altocontenide de humedad, debido a que su granpeso dificulta su operación.

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Literatura citada

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MEMORIAS RELACO IV, 1997 MEXICO (291-301)