Efeito da variabilidade da precipitação pluvial e do uso e manejo do solo sobre o escoamento superficial e o aporte de sedimento de uma bacia hidrográfica do Distrito Federal

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da variabilidade da precipitação sobre o escoamento direto e sobre o aporte de sedimento na bacia do rio Pipiripau (A = 235 km²), no Distrito Federal. Cinco anos típicos da série de precipitação foram selecionados: o ano mais úmido, o ano mais seco, o ano médio e dois anos que representaram os desvios-padrão da série (médio-seco e médio-úmido). Depois de o modelo ser calibrado com dados diários de chuva e vazão da bacia, simulações foram realizadas para cada evento chuvoso de cada um dos cinco anos selecionados da série, e o escoamento direto e o aporte de sedimento da bacia foram calculados com a MUSLE em três diferentes cenários de uso e manejo do solo: o cenário atual, onde predomina o preparo convencional do solo (PC) nas áreas de agricultura da bacia; o passado recente, em que predominava o Cerrado nativo (CER); e o cenário de plantio direto (PD), nas áreas de agricultura da bacia. Apesar de as vazões médias anuais observadas terem apresentado relação linear com os volumes de precipitação pluvial anual, em todos os cenários, o escoamento direto e o aporte de sedimento apresentaram aumento exponencial com o aumento da precipitação pluvial anual, sendo esse mais pronunciado na condição de preparo convencional (PC) do que nos outros cenários estudados (CER e PD). O aumento observado pode ser explicado pela não-linearidade do modelo MUSLE ao volume de precipitação e ao volume de escoamento.

Seleção de modelos de variabilidade espacial para elaboração de mapas temáticos de atributos físicos do solo e produtividade da soja

Pesquisas sobre a variabilidade espacial dos atributos do solo que influenciam a produtividade são de uma grande importância para o desenvolvimento de novas técnicas que beneficiam a agricultura. A variabilidade desses atributos pode ser avaliada por técnicas de geoestatística e auxiliar no mapeamento e manejo do solo. Este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade do ajuste dos modelos teóricos espaciais segundo o Critério de Informação de Akaike, de Filliben, de Validação Cruzada e o valor máximo do logaritmo da função verossimilhança, de dados da umidade do solo, da densidade do solo e da resistência do solo à penetração, nas camadas de 0 a 0,1, 0,1 a 0,2 e 0,2 a 0,3 m, e de produtividade da soja do ano agrícola 2004-2005. Os parâmetros dos modelos de variabilidade espacial foram estimados por meio dos métodos de mínimos quadrados ordinários, mínimos quadrados ponderados e máxima verossimilhança. A pesquisa foi desenvolvida em uma área de 57 ha de um Latossolo Vermelho distroférrico, utilizando-se uma malha de 75 x 75 m georreferenciada. Concluiu-se que, dos métodos de avaliação de ajustes estudados, o da Validação Cruzada foi o mais adequado para escolha do melhor ajuste do modelo de variabilidade espacial; conseqüentemente têm-se mapas temáticos mais acurados.

Variabilidade e correlação espacial de propriedades físicas de solo sob plantio direto e preparo convencional

Os sistemas de manejo do solo influenciam a distribuição espacial das propriedades físicas do solo. Os objetivos deste estudo foram verificar a dependência e a correlação espacial de algumas propriedades físicas do solo por meio do ajuste de dados aos semivariogramas simples e cruzados num Latossolo Vermelho distroférrico, sob plantio direto e preparo convencional, no município de Campo Mourão, Estado do Paraná. Em abril de 2004, realizou-se a amostragem de solo e retiraram-se 128 amostras de solo indeformadas, em malha de 3,0 x 5,0 m, no terço médio da camada de 0-0,15 m de profundidade. Foram determinadas as seguintes propriedades físicas do solo: densidade do solo, macroporosidade, microporosidade, porosidade total, e o conteúdo de água do solo na tensão de 100 hPa ou equivalente à capacidade de campo. Essas propriedades físicas do solo apresentaram semivariogramas simples com maior variabilidade espacial e menor alcance no plantio direto do que no preparo convencional. Contrariamente, os semivariogramas cruzados entre a densidade do solo com a porosidade total ou a capacidade de campo mostraram correlação espacial com menor variabilidade espacial e maior alcance no plantio direto, comparado ao preparo convencional. Os semivariogramas cruzados evidenciaram que a densidade do solo determinou as correlações espaciais com as outras propriedades físicas nos dois sistemas de manejo do solo.

Variabilidade espacial dos parâmetros hidrodinâmicos de duas parcelas agrícolas no estado da Paraíba

O conhecimento das curvas de retenção e da condutividade hidráulica da água do solo é indispensável para a modelagem do transporte de água e de poluentes em sistemas agrícolas. Essas propriedades são afetadas por numerosas fontes de variabilidade, geralmente associadas a fatores espacial e temporal, e relacionadas com o manejo agrícola. O objetivo desse trabalho foi analisar a variabilidade espacial dos parâmetros das curvas de retenção da água (van Genuchten) e da condutividade hidráulica (Brooks & Corey) da água do solo, obtidos com o método "Beerkan", que se baseia em ensaios de infiltração simplificados e nas informações texturais do solo. Esses parâmetros são de forma ou texturais (parâmetros de ajuste que dão forma às curvas) e de normalização ou estruturais (umidade volumétrica saturada, condutividade hidráulica saturada do solo e potencial de entrada de ar). Os ensaios de campo foram conduzidos em uma malha regular de 25 x 25 m num Neossolo Flúvico e num Latossolo Amarelo cultivados com feijão (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Para ambos os solos, os valores dos parâmetros de forma, da umidade volumétrica saturada, dos logaritmos da condutividade hidráulica saturada e do potencial de entrada de ar apresentaram dependência espacial. Os valores da umidade volumétrica saturada e dos logaritmos do potencial de entrada de ar foram mais sensíveis à variação a pouca distância no Neossolo Flúvico do que do Latossolo Amarelo, com semivariogramas apresentando estruturas de variação com fraca dependência espacial.

Simulação da variabilidade espacial da erosão hídrica em uma sub-bacia hidrográfica de Latossolos no sul de Minas Gerais

A simulação da distribuição espacial da erosão do solo consiste em uma ferramenta poderosa para o planejamento conservacionista em bacias hidrográficas, sendo uma importante aplicação da Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) associada a princípios de interpolação espacial, principalmente a geoestatística. Este trabalho objetivou simular a distribuição espacial da erosão hídrica numa sub-bacia hidrográfica da região do Alto Rio Grande (MG), aplicando ferramentas geoestatísticas para distribuição espacial e mapeamento. Diferentes cenários de uso do solo foram analisados. A erosão foi estimada com base na EUPS aplicada a células, considerando as unidades pedológicas e diferentes usos em cada célula. O fator topográfico (LS) das células foi obtido com base no Modelo Digital de Elevação da sub-bacia, identificando comprimento e direção principal do escoamento. A erosividade média anual da região é de 8.030 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, e a erodibilidade dos solos foi extraída da literatura. A EUPS foi aplicada a cada célula, levando-se em conta a situação atual do solo, áreas degradadas plantadas com eucalipto, pastagem plantada e plantio convencional de milho, considerando a ocupação de toda a sub-bacia hidrográfica. Na situação atual, a sub-bacia apresenta taxas de erosão inferiores aos limites de tolerância para os respectivos solos, com exceção das áreas degradadas ocupadas por eucalipto e pastagem em Cambissolo. No entanto, em todas as situações analisadas, seu lado leste apresentou as maiores perdas de solo, especialmente para os cenários de eucalipto nas condições atuais e plantio convencional de milho em Cambissolo e Latossolo Vermelho-Amarelo, sendo necessária a aplicação de técnicas conservacionistas.

Anisotropia no estudo da variabilidade espacial de algumas variáveis químicas do solo

No estudo do mapeamento da fertilidade do solo, pelas técnicas de geoestatística, algumas características estruturais da variabilidade espacial devem ser consideradas, tais como continuidade espacial e ausência de anisotropia. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma análise da anisotropia no estudo da variabilidade espacial das variáveis químicas do solo: ferro (Fe), acidez potencial (H + Al), matéria orgânica (MO) e Mn, de um conjunto de dados de 128 parcelas sem manejo químico localizado, espacialmente referenciados, estudados entre 1998 e 2002, em um Latossolo Vermelho distroférrico, em Cascavel-PR. A identificação da anisotropia foi realizada por meio da construção de semivariogramas direcionais com modelos ajustados, e a correção da anisotropia realizou-se por meio de transformações lineares e de modelos combinados. Em seguida, utilizou-se um modelo ajustado ao semivariograma omnidirecional para construção de mapas temáticos de variabilidade das variáveis estudadas. Observou-se a existência de anisotropia geométrica para a variável H + Al. Já as variáveis MO, Mn e Fe mostraram a presença de anisotropia combinada, sendo corrigida inicialmente a anisotropia geométrica e, posteriormente, a anisotropia zonal. Por meio do estudo da anisotropia, foi possível eliminar as direções privilegiadas, melhorando assim o ajuste dos semivariogramas e produzindo mapas temáticos das variáveis químicas estudadas com maior acurácia.

Variabilidade espacial de atributos mineralógicos de um latossolo sob diferentes formas do relevo: I - mineralogia da fração argila

A distribuição dos minerais da fração argila depende de condições pedoambientais específicas. O estudo das relações entre atributos desses minerais e locais específicos de sua ocorrência na paisagem torna-se importante para o entendimento das relações entre a mineralogia e os demais atributos do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar os atributos cristalográficos, as razões Gt/(Gt+Hm) e Ct/(Ct+Gb) dos minerais da fração argila (hematita, goethita, caulinita e gibbsita) e o padrão de distribuição espacial destes em um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar há mais de 30 anos, com colheita no sistema cana crua. As amostras de solo foram coletadas nos pontos de cruzamento de uma malha, georreferenciados, com intervalos regulares de 10 m, e dimensão de 100 x 100 m, na profundidade de 0,2-0,4 m, totalizando 119 pontos, em uma área de 1 ha. As amostras de solos foram analisadas quimicamente. Posteriormente, a fração argila foi submetida à difração de raios X. Foram feitas as análises estatísticas e geoestatísticas dos atributos cristalográficos dos minerais analisados. Mapas de krigagem foram realizados para a visualização da variabilidade espacial dos atributos. Todos os atributos estudados apresentaram dependência espacial, e os atributos mineralógicos apresentaram-se relacionados com variações das formas do relevo. A gibbsita apresentou o maior diâmetro médio do cristal (DMC) entre os minerais da fração argila estudados, e a goethita foi o mineral que apresentou a maior variação do DMC e da largura à meia altura. Os maiores valores do DMC da goethita, hematita e gibbsita foram encontrados no compartimento II, caracterizado por uma área côncavo-convexa.

Variabilidade espacial de atributos mineralógicos de um latossolo sob diferentes formas do relevo: II - correlação espacial entre mineralogia e agregados

A caulinita (Ct), a gibbsita (Gb), a goethita (Gt) e a hematita (Hm) são os principais minerais da fração argila dos Latossolos brasileiros. A cristalinidade desses minerais interfere nos atributos físicos do solo, que são dependentes do relevo. Este trabalho teve como objetivo correlacionar espacialmente a estabilidade e o diâmetro médio geométrico dos agregados com os atributos cristalográficos dos minerais da fração argila de um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar com colheita no sistema cana crua. As amostras de solo foram coletadas nos pontos de cruzamento de uma malha, georreferenciados, com intervalos regulares de 10 m e dimensão de 100 x 100 m, na profundidade de 0,2- 0,4 m, totalizando 119 pontos, em uma área de 1 ha, onde as variações da forma do relevo foram mapeadas. Foram determinados o diâmetro médio geométrico e a percentagem de agregados retidos nas classes > 2 e < 1 mm das amostras, e a mineralogia da fração argila foi caracterizada por difratometria de raios X. Esses resultados foram submetidos à análise estatística e geoestatística. Buscando correlacionar a estabilidade e as diferentes classes de tamanho dos agregados com a cristalinidade dos minerais da fração argila do solo, foram realizados semivariogramas cruzados. Observou-se que goethitas de menor grau de cristalinidade se relacionam espacialmente com agregados de maior diâmetro médio geométrico e tamanho dos agregados e que os atributos estudados e suas relações são dependentes das formas do relevo.

Variabilidade espacial de atributos de solos em unidades de manejo em área piloto de produção integrada de coco

O objetivo deste trabalho foi, inicialmente, acessar as variações espaciais dos solos de parcelas experimentais de produção integrada do coco por meio do mapeamento detalhado dos solos e da construção de mapas de contorno de atributos do solo. Foram feitas observações, medições e coleta de amostras em microtrincheiras e perfis de solo. O teor de argila dos solos das microtrincheiras foi avaliado a campo pela sensação ao tato. Em todas as amostras foram realizadas análises físicas e químicas. Foram determinados granulometria (perfis), Al, Ca e Mg, acidez potencial, K e Na, pH, P disponível e C orgânico. Nas amostras dos perfis, foram determinados Fe, Al, Ti, P e Si pelo ataque sulfúrico. O Fe também foi determinado na fração argila, por extração com ditionito-citrato-bicarbonato de Na. Foi realizada difração de raios X da fração argila desferrificada. A construção de semivariogramas possibilitou a classificação e a comparação dos atributos do solo por meio do grau de dependência espacial destes. A elaboração dos mapas de contorno foi realizada pelo método interpolador de krigagem. A área mapeada corresponde a um topo amplo de tabuleiros costeiros, com uma depressão fechada no seu extremo sul. Do centro da depressão para fora dela seguem, em seqüência, Cambissolo Háplico textura argilosa, Latossolo Amarelo textura média/argilosa e Latossolo Amarelo textura média. Esses Latossolos são coesos em subsuperfície. Predominam atributos com elevado grau de heterogeneidade. Os valores médios de P, K e Ca + Mg estão influenciados por correções e adubações sistemáticas realizadas na área de plantio. Todas as variáveis analisadas apresentaram dependência espacial, expressa pelos modelos de semivariogramas. A análise da relação C0/(C0 + C1) revelou um grau de dependência espacial, de todas as variáveis, de moderado a forte. Os mapas de contorno detalharam diferenças que o mapa de solos já apontava para vários atributos, influenciados pela presença da depressão no extremo sul da área. Foram estabelecidas duas unidades de manejo para a área de estudo, as quais exigem práticas de manejo de água e solo diferenciadas.

Variabilidade da produtividade da soja em função de atributos físicos de um latossolo vermelho distroférrico sob plantio direto

Atualmente, no cenário nacional, a cultura da soja em plantio direto é muito utilizada na integração agricultura-pecuária. No ano agrícola de 2006/2007, no município de Selvíria (MS), entre as latitudes de 20 ° 18 ' 05 " S e 20 ° 18 ' 28 " S e as longitudes de 52 ° 39 ' 02 " W e 52 ° 40 ' 28 " W, foi analisada a produtividade da soja, em plantio direto, em função de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico. O objetivo foi selecionar, entre os atributos do solo pesquisados, aquele que melhor se apresentasse para explicar a variabilidade espacial da produtividade agrícola. Para isso, foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 120 pontos amostrais, numa área de 4.068 m² e declive homogêneo de 0,025 m m-1. Do ponto de vista linear e espacial, a elevada produtividade de grãos de soja pôde ser explicada em função da densidade do solo e da umidade volumétrica. A baixa variabilidade da maioria dos atributos do solo indicou que o plantio direto é um sistema que proporciona a homogeneização do ambiente físico do solo.

Área superficial específica, porosidade da fração argila e adsorção de fósforo em dois latossolos vermelhos

A porosidade da fração argila é muito importante para entendimento dos fenômenos físico-químicos que estão relacionados com a área superficial específica das partículas sólidas. Por meio de isotermas de adsorção e dessorção com N2, avaliaram-se a área superficial específica (S BET) e a porosidade das frações argila de Latossolos Vermelhos do Estado de Mato Grosso do Sul, sendo um distroférrico (LVdf) e outro distrófico (LVd), além de caulinita natural (KGa2), goethita (Gt) e hematita (Hm) sintéticas. Resultados referentes à S BET e à porosidade das partículas foram relacionados à adsorção máxima de P (Pmáx) determinada pela isoterma de Langmuir. A classe de poros predominante nas frações argila avaliadas foi de mesoporos. As frações argila extraídas dos solos e KGa2 adsorveram quantidades semelhantes de P por unidade de área, mas diferentes das quantidades de P adsorvido por Gt e Hm. Tal diferença, possivelmente, deu-se em função da quantidade e distribuição dos grupamentos OH em superfície, bem como imperfeições superficiais dos materiais. Os óxidos de Fe e de Al e outros materiais amorfos das frações argila extraídas dos solos foram mais importantes que a caulinita para a adsorção de P. A caulinita, embora sendo o filossilicato de maior representatividade nas frações argila de LVDf e LVD, teve menor importância sobre a adsorção de P.

Variabilidade espacial de atributos químicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo húmico cultivado com café

O objetivo do presente estudo foi analisar a variabilidade espacial de atributos químicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo húmico. O estudo foi realizado em uma área cultivada com Coffea arabica L. variedade Catuaí. As amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-20 cm, distribuídas em uma malha amostral, com 50 pontos. Os atributos químicos estudados foram: P, Na e S disponíveis, Ca, Mg e Al trocáveis, pH, H + Al, SB, t, T, V, m, MO, ISNa, P-remanescente e micronutrientes (Zn, Fe, Mn, Cu e B). Os dados foram analisados por meio da análise da estatística descritiva, seguida de uma análise de componentes principais com posterior análise de agrupamento. A geoestatística foi utilizada para verificar a existência e quantificar o grau de dependência espacial dos componentes principais. O método de análise multivariada com base nos componentes principais forneceu componentes interpretáveis, sendo o primeiro relacionado com a acidez e o segundo com o teor de matéria orgânica do solo. As técnicas de análise multivariada, em associação com a geoestatística, facilitaram a avaliação da variabilidade do solo; os componentes principais 1 e 2 apresentaram dependência espacial moderada, com maior continuidade espacial observada para o componente 1, o que permitiu melhor caracterização da acidez do solo. O solo em estudo apresentou, ao longo da encosta, disponibilidade reduzida de nutrientes, considerável acidez, menores teores de matéria orgânica na porção central da área e valores elevados de Al trocável na porção superior desta.

Variabilidade espacial dos teores de macronutrientes em latossolos sob sistema plantio direto

A eficácia dos planos de amostragem do solo pode ser aumentada se for conhecida e considerada a variabilidade espacial de seus atributos, e, para isso, devem ser estudados os fatores que a determinam. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial dos teores de macronutrientes P, K, Ca, Mg e S em dois Latossolos, um muito argiloso e outro de textura média, cultivados com manejo semelhante, há oito anos sob sistema plantio direto. A coleta das amostras do solo foi realizada em intervalos regulares de 50 m, totalizando 121 pontos, em duas camadas (0-10 e 10-20 cm). Os dados foram avaliados por estatística descritiva e geoestatística, com base no ajuste de semivariogramas. Verificou-se que a dependência espacial varia conforme o elemento, a textura do solo e a profundidade de coleta da amostra. Assim, o Latossolo de textura média, de maneira geral, apresentou maior variabilidade espacial para os teores dos nutrientes em relação ao de textura muito argilosa. A camada de 0-10 cm, nos dois Latossolos, proporcionou maior variabilidade espacial para os teores dos nutrientes avaliados. A análise de dependência espacial mostrou que, nos dois solos e nas duas camadas, a maioria dos nutrientes estudados apresentou moderada correlação espacial. Os modelos de semivariogramas ajustados foram o exponencial e o esférico, sendo o primeiro em maior quantidade. Maiores teores de todos os macronutrientes avaliados foram verificados nos primeiros 10 cm do solo. Os valores de alcance da dependência espacial foram menores no Latossolo de textura média, variando de 9 a 29 m; no de textura muito argilosa eles variaram de 31 a 399 m. Se for adotada a geoestatística no esquema de amostragem, o número de amostras a serem coletadas será menor no Latossolo de textura muito argilosa, devido aos maiores valores do alcance apresentados por todas as variáveis.

Variabilidade de atributos físicos e químicos de solos da formação guabirotuba em diferentes unidades de amostragem

A amostragem do solo é uma importante etapa para caracterização dos atributos físicos e químicos de uma área e definir práticas de manejo e adubação. Para isso, usualmente é utilizada amostragem composta, que busca a representação da área por meio da homogeneização de amostras simples, e, assim, a subdivisão da área em glebas homogêneas assume um importante papel. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a variabilidade dos atributos químicos (pH, Ca2+, Mg2+, Al3+, K, P, H e C orgânico) e físicos do solo (areia grossa, areia fina, silte e argila) em uma população de amostras em diferentes níveis de subdivisão das glebas e verificar a confiabilidade da amostragem composta da área. A área do estudo situa-se na Fazenda Experimental do Canguiri, da Universidade Federal do Paraná, Curitiba (PR). A coleta das amostras foi realizada numa gleba de 12,88 ha, com espaçamento de 30 m, totalizando 135 amostras simples. Os dados foram analisados por medidas de dispersão e normalidade, tomando os seguintes níveis de subdivisão: (a) área total (n=135); (b) compartimentos geomorfológicos: inferior (n=38), médio (n=60) e superior (n=37); e (c) subdivisão dos compartimentos em unidades de mapeamento: inferior - três unidades, médio - quatro unidades, superior - três unidades. Os atributos que apresentaram maior variabilidade foram Al3+, P e K+. Com maior subdivisão, da área, os parâmetros estatísticos mostraram menor variação dos dados. Para o Al3+, por exemplo, com a maior subdivisão os valores de amplitude (diferença percentual entre o valor mínimo e o máximo) passaram de 3.895 % para 294 %, mostrando a importância dos critérios utilizados na subdivisão das glebas. Em áreas com relevo mais acidentado, mesmo a coleta de amostra composta por compartimento ou por unidade de mapeamento não garantiu a homogeneidade da amostragem. A distribuição dos dados para a maioria dos atributos em área total e em compartimentos geomorfológicos não seguiu a distribuição normal, restringindo o uso da amostragem composta nessas condições, ao contrário do observado quando a área foi subdividida em unidades de mapeamento.

Variabilidade espacial dos teores foliares de nutrientes e da produtividade da soja em dois anos de cultivo em um latossolo vermelho

A análise dos teores de nutrientes de folhas de soja é um dos métodos mais eficientes para avaliar o estado nutricional da lavoura. O objetivo deste estudo foi caracterizar a variabilidade espacial dos teores foliares de nutrientes e da produtividade da cultura da soja num Latossolo Vermelho sob sistema semeadura direta durante dois anos. A área do experimento media 120 x 160 m, totalizando 1,92 ha. As amostras de folhas e os dados de produtividade da soja foram coletados em grade regular de 20 m, totalizando 63 pontos de amostragem nos anos de 1986 e 1988. O teor de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn) foi determinado analisando-se a terceira folha com pecíolo a partir do ápice de cinco plantas, em locais circunvizinhos de cada um dos pontos de amostragem. As produtividades de soja foram quantificadas em subparcelas de 5 m², sendo posteriormente transformadas para kg ha-1. Os dados foram analisados pela estatística descritiva, a fim de verificar os parâmetros de tendência central e dispersão. A variabilidade espacial foi determinada pelo cálculo do semivariograma e construção de mapas de contorno por meio dos valores obtidos na interpolação por krigagem ordinária. Houve dependência espacial para os teores foliares de alguns nutrientes e para a produtividade de grãos de soja passível de ser mapeada em uma área com cerca de 2 ha, adubada de maneira homogênea. A dependência espacial não ocorreu de forma constante ao longo do tempo, o que deve ser considerado em estudos com cultivos sequenciais. A dependência espacial da produtividade de soja aumentou entre os anos estudados. Entre os nutrientes aplicados anualmente, via adubação, verificou-se a formação de um padrão de distribuição espacial, em 1986 e em 1988, especialmente para os teores de P.