Variabilidade espacial de propriedades físicas do solo em uma parcela experimental

Experimentos de solo realizados no campo necessitam de estudos que verifiquem a variabilidade espacial do solo. O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade espacial de propriedades físico-hídricas do solo em uma parcela experimental, usando métodos geoestatísticos. O experimento foi realizado em 1982 no Centro Experimental do Instituto Agronômico em Campinas (SP), em um Latossolo Vermelho sob preparo convencional, numa parcela de 30 x 30 m, com grade de pontos a cada 5 m. As propriedades analisadas foram: teor de água do solo, porosidade, densidade do solo, resistência à penetração e retenção de água. Para analisar a variabilidade espacial, utilizou-se a geoestatística, por meio da análise de semivariogramas, interpolação dos dados por krigagem e construção de mapas de isolinhas. A dependência espacial ocorreu principalmente nas variáveis obtidas na camada superficial do solo (0-25 cm), apresentando dependência espacial moderada e forte. Houve correlação positiva significativa entre retenção de água e densidade do solo. A dependência espacial encontrada e a semelhança de comportamento entre as variáveis permitiram inferir que amostragem ao acaso seria falha, pois esconderia a variabilidade encontrada, interferindo nas respostas dos tratamentos, caso fosse instalado um experimento que exigisse independência entre amostras.

Correlação linear e espacial entre o rendimento de grãos do feijoeiro e a resistência mecânica à penetração em um Latossolo Vermelho distrófico

A resistência mecânica à penetração apresentada pelo solo exerce grande influência sobre o desenvolvimento vegetal, uma vez que o crescimento das raízes, assim como o rendimento das culturas, varia de forma inversamente proporcional ao seu valor. No ano agrícola de 2001/2002, na Fazenda Experimental de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia/UNESP - Campus de Ilha Solteira, foram analisados o rendimento de grãos do feijoeiro (PG) e a resistência mecânica à penetração (R), de um Latossolo Vermelho distrófico. O objetivo foi apurar diretrizes relacionadas com o aumento da produtividade agrícola em questão, estudando a correlação linear e a espacial entre a PG e a R. Foi instalada uma rede geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, estabelecida com espaçamentos de 5 x 5 m e 2,5 x 2,5 m, que continham 120 pontos amostrais distribuídos numa área de 1.875 m². A correlação linear entre a PG e a R foi praticamente nula, uma vez que, dependendo das profundidades estudadas do solo, apresentou coeficientes de correlação (r) menores do que 0,20. A análise geoestatística apresentou boa estrutura de dependência espacial, tanto para a PG quanto para a R, quando analisadas isoladamente. Entretanto, a análise espacial conjunta de tais atributos apresentou-se inconsistente. Assim, com o aumento da resistência mecânica à penetração, em determinada região do solo ocorreu ora aumento, ora diminuição do rendimento de grãos do feijoeiro.

Variabilidade espacial da fertilidade do solo em área cultivada e manejada homogeneamente

O conhecimento da variabilidade da fertilidade do solo em áreas cultivadas pode trazer importantes subsídios para a racionalização de uso dos corretivos e fertilizantes do solo. O objetivo deste estudo foi determinar a variabilidade da fertilidade do solo por meio do fracionamento de um talhão comercial em pequenas células de manejo. O experimento foi realizado na Fazenda Alto Alegre em Planaltina - GO, numa área de 373 ha de um Latossolo cultivada com milho na safra 2003/04. Traçado um polígono da área, procedeu-se à divisão em 80 células de manejo de quatro hectares cada. A amostragem do solo seguiu uma diagonal com doze pontos para formar a amostra composta representativa dentro de cada célula. As coordenadas desses pontos foram obtidas e arquivadas. Realizou-se a análise da textura do solo e da fertilidade do solo. A produtividade de cada célula foi obtida por meio da colhedora equipada com Sistema de Posicionamento Geográfico (GPS) e monitor de rendimento de grãos. Na análise da variabilidade espacial dos dados, foram considerados parâmetros estatísticos descritivos. A medida de correlação linear de Pearson a 5 e 1 % dos atributos de fertilidade com a produtividade do milho e altitude foi realizada. A variabilidade foi considerada alta para o P disponível, Cu e Zn; média, para matéria orgânica, S, Ca, Mg, acidez potencial, soma de bases, capacidade de troca de cátions a pH 7,0, saturação por bases, B, Fe e Mn, e baixa, para pH e K. Os coeficientes de correlação linear foram significativos e positivos para a matéria orgânica e boro versus produtividade do milho. Contudo, para Cu, manganês e Zn foram significativos e negativos. Em estudos de escala de campo, normalmente não é possível isolar ou medir todos os fatores bióticos e abióticos que influenciam a produção da cultura. Entretanto, verificou-se que o conhecimento da variabilidade da fertilidade e produtividade pode fornecer importantes subsídios para a racionalização do uso de insumos.

Desempenho da co-krigagem na determinação da variabilidade de atributos do solo

A agricultura de precisão requer princípios de manejo de acordo com a variabilidade no campo, exigindo técnicas eficientes para estimar e mapear a variabilidade espacial e, ou, temporal das características e propriedades dos solos. Uma análise detalhada dos atritubos físicos e químicos do solo demanda custos e tempo relativamente elevados. Por esse motivo, costuma-se aplicar métodos estatísticos de interpolação para obter as características e propriedades dos solos nos locais não amostrados, visando diminuir o número de amostras necessárias para um bom mapeamento do campo. Algumas variáveis que caracterizam os atributos de determinado solo são, freqüentemente, onerosas e de difícil execução. Nestas situações, é interessante estimar tais variáveis com base em outras que apresentam boa correlação espacial com as primeiras e de simples determinação. Isto pode ser feito por meio de um semivariograma cruzado. O interpolador que utiliza o semivariograma cruzado em sua modelagem é chamado de co-krigagem . O objetivo deste trabalho foi investigar a eficiência do método estatístico da co-krigagem na estimativa do pH e do Mn de acordo com a matéria orgânica, obtendo as margens de erros associadas a esta técnica por comparação dos valores estimados com aqueles determinados em laboratório. Os resultados mostraram que a co-krigagem foi capaz de estimar as variabilidades dos solos com grande exatidão.

Variabilidade espacial de atributos físicos de um latossolo vermelho distroférrico, submetido a diferentes manejos

O conhecimento da variabilidade espacial de atributos do solo serve de subsídio para a determinação de estratégias específicas de manejo que otimizem a produtividade agrícola. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do manejo do solo na variabilidade espacial de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico. O estudo foi realizado, no ano de 2002, em três áreas situadas no município de Lavras (MG), submetidas a diferentes manejos em decorrência do uso atual do solo: A1 - área em pousio há três anos; A2 - área recentemente plantada com café e A3 - área cultivada com café há três anos. A amostragem foi disposta em malha com espaçamentos entre pontos de 1, 5 e 10 m, totalizando 188 pontos amostrados. Em cada ponto, foram coletadas amostras deformadas de solo, na camada de 0-20 cm, para avaliação dos teores de argila, silte, areia e da densidade de partículas. Esses dados foram analisados pela estatística descritiva (software Sisvar) e pela geoestatística (software GeoR). Concluiu-se que o manejo e a posição no terreno influenciaram a variabilidade espacial dos atributos estudados. Os maiores "alcances" dos semivariogramas foram encontrados para as áreas com maior revolvimento do solo. Em média, silte e densidade de partículas apresentaram os maiores e menores coeficientes de variação, respectivamente.

Variabilidade espacial de atributos físicos de solo usada na identificação de classes pedológicas de microbacias na Amazônia meridional

A região noroeste do Estado de Mato Grosso compreende paisagens de grande complexidade para amostragem de solo. Isso ocorre devido à contínua atividade geomorfológica, que contribuiu para a existência de diferentes classes pedológicas em pequenas distâncias. O trabalho foi desenvolvido em Juruena (MT), com o objetivo de identificar as classes pedológicas em microbacias sob floresta não-perturbada, por meio do estudo da variabilidade espacial da textura (relação textural) e cor (índice de avermelhamento) do solo, considerando-se ainda a altitude da paisagem. A variabilidade espacial da textura e da cor do solo foi determinada em amostras de 185 pontos georreferenciados em malha sistemática regular com espaçamento de 20 x 20 m, abrangendo quatro microbacias. Usando profundidades de 0-20 e 40-60 cm, foi possível distinguir e mapear as principais classes de solo ocorrentes na área de estudo até o segundo nível categórico do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, associadas ao fator relevo da paisagem. Também foi estabelecida uma correspondência bastante satisfatória entre os intervalos do índice de avermelhamento do horizonte diagnóstico e as cores das classes de solo. As microbacias apresentaram as classes Plintossolos e Argissolos (com caráter plíntico) em altitudes inferiores a 280 m e Latossolos nas cotas superiores. Dessa forma, ficou evidenciada a possibilidade do uso da geoestatística para separar classes homogêneas de solo, além de estimar a precisão de mapeamento. Contudo, são indispensáveis o conhecimento pedológico e o trabalho posterior de campo para a aplicação e o ajuste dessa modelagem.

Variação temporal do intervalo hídrico ótimo de um latossolo vermelho distroférrico sob sistemas de plantio direto

O plantio direto é eficiente no controle das perdas de solo e água, mas o tráfego de máquinas e a ausência de revolvimento podem induzir a compactação superficial dos solos de textura argilosa. O intervalo hídrico ótimo (IHO) traduz os efeitos de sistemas de manejo na melhoria ou na degradação da qualidade física do solo. O objetivo deste estudo foi quantificar o IHO para discriminar os efeitos de sistemas de manejo em plantio direto na qualidade física do solo. Os tratamentos utilizados foram: plantio direto com sucessão de culturas, plantio direto com rotação de culturas e plantio direto com rotação de culturas e escarificação do solo. Em duas épocas distintas - em outubro de 2002, após a cultura de inverno (trigo), e em abril de 2003, após a cultura de verão (soja) - foram retiradas 44 amostras indeformadas em cada tratamento. Essas amostras foram utilizadas para determinar a curva de retenção de água, a curva de resistência do solo à penetração, a densidade do solo, o IHO e a densidade crítica do solo. A resistência do solo à penetração determinou o limite inferior do IHO em todos os tratamentos e reduziu os seus valores com o aumento da densidade do solo. A densidade crítica do solo não dependeu do sistema de manejo em plantio direto. A variação temporal do IHO nos tratamentos foi dependente da variação da densidade do solo. No plantio direto com rotação, a maior retenção de água em elevados potenciais proporcionou, temporalmente, maiores valores do IHO.

Variação temporal e vertical de atributos químicos de um gleissolo do Rio Guamá cultivado com Canaranas

Os sedimentos transportados pelas águas barrentas do rio Guamá e a heterogeneidade dessas substâncias são responsáveis pela formação do solo e pela diversidade de características químicas na área inundável. Este trabalho teve como objetivo determinar os atributos físicos e químicos de um solo de várzea baixa do rio Guamá, em diferentes épocas, cultivado com canarana de Paramaribo (Echinochloa polystachya H.B.K) e canarana erecta lisa (Echinochloa pyramidales Lam). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 4 (quatro profundidades e quatro épocas de amostragem), com seis repetições. Amostras compostas de solo foram coletadas em seis pontos eqüidistantes, a partir de uma transecção, nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, nos meses de maio, agosto e novembro/2002 e fevereiro/2003. Foram determinados a granulometria, matéria orgânica, pH em H2O, pH em KCl, P extraível, K trocável, Al trocável, Ca e Mg trocáveis e os micronutrientes: Cu, Mn, Zn e Fe. Os solos da área estudada estão inseridos na unidade dos Gleissolos e caracterizam-se por serem pouco desenvolvidos, mal drenados, normalmente ácidos, ocorrendo no perfil horizonte franco-argilo-siltoso. Houve influência da sazonalidade na composição química do solo; na época mais chuvosa e de inundação mais intensa da várzea, correspondente ao mês de fevereiro, observou-se aumento do pH nos teores de Cu e de Fe e decréscimos nos de Mg e de Al trocável; no período de menor umidade do solo, a saturação por bases e a CTC foram mais elevadas. O Fe foi o nutriente que apresentou maior variação nos seus teores com a inundação do solo, cujo aumento foi superior a 1.000 % no período de maior inundação do solo (fevereiro).

Relação entre a variabilidade espacial das frações granulométricas do solo e a produtividade do feijoeiro sob plantio direto

A distribuição granulométrica do solo exerce grande influência na produtividade vegetal. No ano agrícola de 2002/2003, foram analisados atributos da planta: produtividade de grãos (PG) e da palha (PP) do feijoeiro; e do solo: teores de argila, silte e areia de um Latossolo Vermelho distroférrico sob plantio direto, do Campus Experimental da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira/UNESP, em Selvíria (MS). O objetivo foi analisar a variabilidade dos atributos pesquisados, de forma a caracterizar suas dependências espaciais e as correlações, linear e espacial, entre eles. Foi instalada uma malha experimental para coleta dos dados, com 135 pontos amostrais, distribuídos numa área total de 8.000 m² (160 x 50 m). A variabilidade dos dados foi baixa para o teor de argila, média para os teores de silte e areia e alta para PP e PG. A maioria dos atributos apresentou moderada dependência espacial, com alcance entre 19,8 m (silte) e 103,1 m (areia) e de 29,8 m para a PG. Foi observada evidente correlação espacial entre todos os que apresentaram, dois a dois, os maiores coeficientes de correlação; entretanto, entre aqueles que apresentaram os menores, os dados sugeriram, em alguns casos, também haver concordante correlação espacial.

Métodos de ajuste e modelos de semivariograma aplicados ao estudo da variabilidade espacial de atributos físico-hídricos do solo

Avaliou-se a variabilidade e a estrutura de dependência espacial de atributos físico-hídricos do solo (volume total de poros - VTP, condutividade hidráulica saturada - k0, porosidade drenável - PD e conteúdo de água volumétrico na capacidade de campo - tetacc), na bacia hidrográfica do Ribeirão Marcela, representativa do domínio dos Latossolos na Região Alto Rio Grande, ajustando-se semivariogramas do tipo esférico e exponencial pelos métodos dos Quadrados Mínimos Ponderados (QMP) e Máxima Verossimilhança (MV). As amostras para caracterização físico-hídrica foram coletadas na camada de 0 a 0,15 m de profundidade, obedecendo a grids de 240 x 240 m e 60 x 60 m, totalizando 165 pontos amostrais. Os atributos VTP e tetacc apresentaram baixa variabilidade, com coeficiente de variação (CV) de 7,54 e 10,22 %, respectivamente, sendo a variabilidade do atributo PD média, com CV de 43,2 %, e alta para k0, com CV de 88,37 %. Todos os atributos apresentaram estrutura de dependência espacial, com forte grau para os atributos VTP, k0 e tetacc, com GD de 81,82, 75,31 e 82,61 %, respectivamente, e moderada para PD, com GD na ordem de 54,88 %. Os alcances para VTP, tetacc e PD foram da ordem de 1.000,0 m, enquanto o atributo k0 mostrou alcance de 77,46 m. Verificou-se desempenho similar entre os métodos empregados, sendo ambos indicados para ajuste de semivariogramas a atributos físico-hídricos do solo. Entre os modelos de semivariograma, baseando-se na autovalidação, o esférico seria indicado para os atributos VTP, k0 e tetacc, apresentando quadrado médio do erro na ordem de 0,00161; 0,2795 e 0,00155, respectivamente; e o exponencial, para o atributo PD, com quadrado médio do erro de 0,004070.

Variabilidade espacial de atributos químicos do solo em áreas sob sistema plantio convencional

A variabilidade espacial de atributos químicos de solo foi avaliada em uma lavoura comercial cultivada sob sistema plantio convencional, em Uberlândia (MG), no ano de 2004. O objetivo foi avaliar a distribuição e a dependência espacial dos atributos químicos do solo em uma lavoura sob sistema plantio convencional. A grade de amostragem foi estabelecida na Fazenda Santa Rosa, sendo o solo classificado como Latossolo Vermelho textura muito argilosa (680 g kg-1 de argila). Coletaram-se dados do solo, dispostos segundo uma malha de 121 pontos amostrais, espaçados de 50 m, analisados por meio da geoestatística, na profundidade de 0-0,2 m. Foram determinados o pH em água; P e K disponíveis; Ca, Mg e Al trocáveis, H + Al, B, Cu, Fe, Mn, Zn, S e MO. Calcularam-se a saturação por bases (V %), CTC total (T) e soma de bases (SB). Os dados foram avaliados por estatística descritiva e pela análise de dependência espacial, com base no ajuste de semivariogramas. A maioria dos atributos apresentou coeficiente de variação (CV) alto, sendo o maior encontrado para P, 73,51 %, e o menor, para pH em água, 5,96 %. A grande maioria dos atributos avaliados mostrou dependência espacial, a qual foi classificada como moderada e forte. A maioria dos dados se ajustou ao semivariograma de modelo gaussiano.

Variabilidade espacial de propriedades físicas e químicas de um Cambissolo sob dois sistemas de manejo de cana-de-açúcar

A prática da queima da palha da cana-de-açúcar antes da colheita tem sido objeto de intensas discussões tanto quanto a possíveis alterações de propriedades dos solos onde é cultivada como com respeito à emissão de gases nocivos à atmosfera. O objetivo deste estudo foi avaliar variações em propriedades físicas e químicas de duas áreas de Cambissolos cultivadas com cana-de-açúcar: uma submetida a cultivo contínuo com aração e gradagem e outra onde a lavoura se encontrava na qüinquagésima soca sem que nenhuma forma mecânica de mobilização do solo tivesse sido aplicada. As áreas em estudo estão localizadas na região norte do Estado do Rio de Janeiro, no município de Campos dos Goytacazes. Foram coletadas amostras de solo em uma área total de 4.422 m², num reticulado de sete linhas e sete colunas, com espaçamento constante de 9,5 m entre linhas e colunas. Dessa forma, formaram-se 49 células, em cujo centro foram localizados os pontos de amostragem. Foram utilizados semivariogramas para avaliar a estrutura da variância e caracterizar a dependência espacial das propriedades do solo em cada área. Verificaram-se diferenças quanto a granulometria do material de origem dos dois solos, uma vez que os semivariogramas apontaram correlações distintas para cada área. Ainda, o sistema de manejo tendeu a afetar as características relacionadas à porosidade do solo, principalmente na faixa de 0 a 0,20 m de profundidade. Quanto aos elementos Ca, Mg e K, os resultados da área com cultivo contínuo apresentaram menor correlação espacial. Já o tratamento sem cultivo, mesmo não recebendo adubação, apresentou níveis nutricionais próximos ou superiores aos do tratamento cultivo contínuo. Conclui-se que o comportamento espacial das frações granulométricas, diferentes nas duas áreas, aliado à diferença de médias desses atributos, indicou que os solos parecem ter material de origem de granulometrias diferentes; que o cultivo contínuo aumentou a continuidade da variabilidade espacial de atributos relacionados à porosidade e alterou também a correlação espacial para os elementos Ca, Mg e K.

Correlação linear e espacial entre a produtividade de forragem, a porosidade total e a densidade do solo de Pereira Barreto (SP)

Em relação aos sistemas de manejo adotados pelo homem, a porosidade total e a densidade do solo são atributos ativamente alterados, refletindo decisivamente sobre a produtividade vegetal agrícola. No ano agrícola de 2005, na Fazenda Bonança, no município de Pereira Barreto, Estado de São Paulo, Brasil, foram analisadas a produtividade de forragem do milho outonal (MSF) no sistema plantio direto irrigado, a porosidade total (PT) e a densidade do solo (DS) em profundidade, em um Latossolo Vermelho distrófico. O objetivo foi estudar a variabilidade e as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo, visando selecionar um indicador da qualidade física do solo de boa representatividade para produtividade da forragem. Foi instalada a malha geoestatística, para coleta de dados do solo e planta, contendo 125 pontos amostrais, numa área de 2.500 m². Os atributos estudados, além de não terem variado aleatoriamente, apresentaram variabilidade dos dados entre média e baixa e seguiram padrões espaciais bem definidos, com alcance entre 6,8 e 23,7 m. Por sua vez, a correlação linear entre o atributo da planta e os do solo, em razão do elevado número de observações, foi baixa. As observações de melhor correlação com a MSF foram a DS1 e a PT1. Entretanto, do ponto de vista espacial, houve excelente correlação inversa entre a MSF e a DS1, assim como entre a DS1 e a PT1. Nos sítios onde a DS1 aumentou (1,45-1,64 kg dm-3) a MSF variou entre 11.653 e 14.552 kg ha-1; já naqueles onde diminuiu (1,35-1,45 kg dm-3) a MSF, ficou entre 14.552 e 17.450 kg ha-1. Portanto, a densidade global, avaliada na camada de 0-0,10 m (DS1), apresentou-se como satisfatório indicador da qualidade física do solo de Pereira Barreto (SP), quando destinado à produtividade de forragem do milho outonal.

Variabilidade espacial de atributos químicos do solo sob diferentes usos e manejos

O uso e manejo do solo e da cultura são importantes condicionadores da variabilidade de atributos do solo. O trabalho foi desenvolvido em Selvíria (MS), com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial do pH, potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e saturação por bases (V) em Latossolo Vermelho sob diferentes usos e manejos. Os solos foram amostrados em malha, com intervalos regulares de 2 m, perfazendo o total de 64 pontos, nas profundidades de 0,0-0,1 e 0,1-0,2 m, nas seguintes áreas: vegetação natural (Cerrado), plantio direto, plantio convencional e pastagem. As maiores variabilidades, medidas por meio do coeficiente de variação, foram observadas para K, Mg e Ca; o pH apresentou o menor coeficiente de variação nos diferentes usos e manejo do solo, e o atributo V, coeficiente de variação médio. Os sistemas preparo convencional e pastagem apresentaram os menores alcances quando comparado aos sistemas Cerrado e plantio direto.

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.