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.

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 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.

Planejamento amostral da pressão de preconsolidação de um latossolo vermelho distroférrico

Atualmente, a pressão de preconsolidação (sigmap) tem sido utilizada como uma ferramenta no estudo do processo de compactação do solo. O objetivo deste trabalho foi determinar a configuração e o número adequado de amostras para determinação da sigmap em um Latossolo Vermelho distroférrico, bem como caracterizar sua variabilidade e distribuição espacial, utilizando métodos da Estatística Clássica e da Geoestatística. O estudo foi realizado em uma área experimental, no município de Lavras-MG, sob plantio convencional nos últimos 30 anos, no qual são realizados anualmente uma aração e duas gradagens. A área experimental possui dimensões de 32 x 160 m (5.120 m²), com 68 pontos distanciados a 10 m no eixo X e a 8 m no eixo Y, mais seis transectos, sendo quatro com pontos distanciados de 2 m e dois com pontos distanciados de 1 m, visando detectar variações a pequenas distâncias. Foram coletadas 98 amostras indeformadas na profundidade de 0-3 cm, as quais foram submetidas ao ensaio de compressão uniaxial, para obtenção das sigmap. Por meio dos parâmetros da Estatística Clássica, estabeleceu-se o número adequado de amostras para determinar a sigmap, que foi igual a 10 pontos. A maior variabilidade foi obtida para a sigmap (CV 14,8 %), e a menor, para a umidade do solo (CV 12,0 %). Ambas as variáveis apresentaram distribuição normal, com modelo esférico ajustado, e moderada estrutura de dependência espacial, com alcance de 19,5 e 90,0 m, respectivamente. Em futuras amostragens para determinação da sigmap, em condições similares às da área estudada, sugere-se dispor os pontos de coleta com intervalo igual ao alcance de dependência espacial, visando associar menor esforço de amostragem com maior representatividade da área. Apesar de a razão de dependência espacial encontrada para as variáveis estudadas ter sido moderada, seu alcance deve ser considerado no planejamento de novas amostragens. A declividade do solo influenciou indiretamente os valores de sigmap. O mapeamento da área permitiu observar zonas de maior e menor suscetibilidade à compactação, possibilitando a tomada de decisão sobre onde começar a trafegar para evitar danos à estrutura do solo.

Avaliação espaço-temporal das armazenagens gravimétrica e volumétrica da água num Latossolo com citros

A estabilidade temporal é descrita como a persistência temporal de um padrão espacial e é avaliada pela análise de correlação de medidas em datas sucessivas. Neste trabalho, foi avaliada a armazenagem de água no solo em duas transeções de 76 m cada, contendo 20 pontos em cada uma. em um Latossolo Vermelho-Amarelo argissólico cultivado com citros com 11 anos em Piracicaba/SP. A umidade do solo para determinação da armazenagem, na camada de 0,00-1,10 m, ao longo do tempo, foi obtida com uma sonda de nêutrons, calibrada para o solo em estudo, realizando leituras semanais às profundidades de 0,20, 0,40, 0,60, 0,80, 1,0 e 1,10 m. A armazenagem de água no solo foi determinada utilizando-se o método de Simpson. Os dados da armazenagem média de água no solo nos três anos de estudo mostraram que sua distribuição, ao longo do tempo, apresentou comportamento semelhante e que os coeficientes de correlação linear e de posição de Spearman foram altos entre o ano 1 e o ano 2, o ano 2 e o ano 3 e o ano 1 e o ano 3, indicando existência de estabilidade temporal e persistência temporal significativa do padrão espacial observado. Foi verificada dependência espacial moderada de 17,10 m pelo semivariograma exponencial. Pela técnica da diferença relativa, os pontos que apresentaram comportamento estável no tempo foram o ponto 29, para os anos 1 e 2, e os pontos 16, 29 e 39, para o ano 3, que podem ser usados para estimar com segurança a armazenagem média de água no solo. O ponto 29 foi o que se apresentou estável para os três anos de estudo, sendo, portanto, o mais recomendável tanto para a armazenagem gravimétrica como para a volumétrica.

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.

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: 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.

Atributos químicos e físicos de latossolos e sua relação com os rendimentos de milho e feijão irrigados

Em sistemas de produção agrícola que utilizam a irrigação, uma das principais causas da variabilidade dos rendimentos, a disponibilidade de água para as culturas, é controlada. Nesse caso, outros fatores limitantes ao rendimento, relacionados a atributos de solo, passam a ter sua importância aumentada. Com o objetivo de investigar a variabilidade espacial dos principais atributos químicos e do rendimento de culturas, além de determinar os atributos químicos e físico-hídricos do solo em diferentes zonas de rendimento, foram analisadas duas áreas comerciais irrigadas por pivô central, com 51,8 e 58,2 ha, localizadas, respectivamente, em Trindade do Sul (TS) e Palmeira das Missões (PM), no Rio Grande do Sul (RS). As amostragens para caracterização dos atributos químicos foram georreferenciadas seguindo uma malha regular de 100 x 100 m, na camada de 0-0,10 m. Já para investigar a relação entre os atributos químicos e físico-hídricos do solo com os rendimentos obtidos, dada a extensão das áreas, três zonas com distinto potencial produtivo foram estabelecidas, utilizando os mapas de rendimento disponíveis (safras de feijão-preto de 2005/2006 e safrinha de 2006 em TS, e de milho de 2002/2003 e 2003/2004 em PM), obtidos por colhedoras equipadas com sensores de rendimento. Nessas zonas, quinze pontos amostrais foram investigados em cada área nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m. Os atributos químicos do solo foram submetidos à análise de estatística descritiva e geoestatística. Eles apresentaram dependência espacial classificada como forte e moderada, com modelo ajustado à semivariância predominantemente esférico. O P apresentou a maior variabilidade espacial e o pH a menor. Embora manejadas sob irrigação, ambas as áreas apresentaram variabilidade espacial de rendimento. Na zona de baixo rendimento de TS, foram constatadas acidez no solo, baixa saturação de bases e menor capacidade de água disponível, e na de PM foram observadas limitações físicas representadas por compactação por meio dos indicadores densidade, resistência à penetração e macroporosidade. A ocorrência de zonas com menor rendimento das culturas irrigadas nas duas áreas foi associada a limitações químicas e físicas do solo, especialmente em subsuperfície.

Relações entre produtividade de Brachiaria Brizantha e atributos físicos de um latossolo do cerrado

Em sistema de integração lavoura-pecuária, os diversos cultivos em sistema plantio direto alteram os atributos físicos do solo, refletindo sobre a produtividade e a composição vegetal. O objetivo deste trabalho foi indicar atributos do solo com melhor correlação com a produtividade e teor de proteína da Brachiaria brizantha. Foram analisadas as correlações lineares e espaciais entre a produtividade de matéria seca (MS) e o teor de proteína bruta (PB) de Brachiaria brizantha (cv. Marandu) e de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico (Oxisol), em três profundidades (zero-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,30 m). Para isso, foi instalada a malha geoestatística (entre 20 º 18 ' 05 '' S e 20 º 18 ' 28 '' S, e entre 52 º 39 ' 02 '' W e 52 º 40 ' 28 '' W) para a coleta dos dados, contendo 124 pontos amostrais, numa área de 4.000 m². A produtividade e o teor de proteína bruta de Brachiaria brizantha não variaram aleatoriamente e seguiram padrões espaciais bem definidos, com semivariogramas do tipo esférico, com alcances da dependência espacial, aproximadamente, entre 40 e 50 m. O aumento da resistência mecânica à penetração e da umidade do solo na camada superficial, no cultivo de Brachiaria brizantha, promove a redução do teor de proteína bruta e da matéria seca. A porosidade total na camada de 0,20-0,30 m, é um importante indicador da qualidade física do solo e apresenta confiabilidade para estimativa da produtividade de matéria seca de Brachiaria brizantha.

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.

Padrão espaço-temporal da umidade volumétrica do solo em uma bacia hidrográfica com predominância de latossolos

A umidade volumétrica do solo possui alta variabilidade espacial e temporal devido à influência de vários fatores ambientais e de uso do solo. Desse modo, seu entendimento assume papel fundamental na modelagem dos processos que envolvem o escoamento superficial, a erosão do solo e o transporte de sedimentos. Nesse contexto, objetivou-se neste estudo avaliar o padrão espacial e temporal da umidade volumétrica na camada superficial do solo, nas diferentes estações do ano, em uma bacia hidrográfica experimental, com predominância de latossolos, localizada na região Sul de Minas Gerais. Para isso, utilizou-se o conceito de estabilidade temporal e escalonamento de semivariogramas, o qual possibilitou a comparação da estrutura espacial dos modelos de semivariogramas ajustados. Foi possível detectar forte dependência espacial da umidade do solo na bacia hidrográfica, com grau de dependência sempre acima de 80 %, e os semivariogramas escalonados mostraram semelhanças no padrão espacial no verão e no outono e diferenças em relação ao inverno e à primavera. Dessa forma, constatou-se que houve diferença no padrão espacial da umidade do solo ao longo do ano, contudo maior homogeneidade no período chuvoso (verão). Ocorreu variação no padrão temporal de umidade do solo de acordo com as estações do ano, sendo verificada tendência nos dados de inverno e primavera, demonstrada pelo teste de Spearman. Devido às diferenças verificadas no padrão espaçotemporal da umidade do solo ao longo das estações do ano, quatro pontos distintos foram identificados, um em cada estação, para implantação de monitoramento permanente desse atributo do solo na bacia hidrográfica.

Variabilidade e correlação espacial de micronutrientes e matéria orgânica do solo com a produtividade da pimenta-do-reino

Estudos que visem elucidar a variação espacial de atributos de solo associada à resposta de produção das lavouras podem contribuir para a aplicação racional de insumos, possibilitando ganhos econômicos e ambientais. Objetivou-se neste trabalho avaliar a variabilidade espacial dos micronutrientes Fe, Cu, Zn e Mn e da matéria orgânica, bem como sua correlação espacial com a produtividade de uma lavoura de pimenta-do-reino cultivada em um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico. O estudo foi realizado em uma lavoura comercial de pimenta-do-reino da variedade Bragantina, em regime de irrigação por microaspersão, no município de São Mateus-ES. A área experimental possui dimensões de 100 x 120 m, onde se amostrou uma malha de 126 pontos com distância mínima de 5 m entre eles. Em cada ponto amostral foram coletadas três subamostras de solo na projeção da copa da pimenteira-do-reino, compondo uma amostra, na profundidade de 0-20 cm. A produtividade da lavoura foi estimada por meio da colheita das três plantas circunvizinhas a cada ponto amostral. Os atributos estudados apresentaram estrutura de dependência espacial forte e moderada, sendo o modelo esférico o que melhor se ajustou para todas as variáveis avaliadas. Verificou-se correlação espacial negativa para o teor de Fe e positiva para os teores de Zn, Mn e matéria orgânica do solo com a produtividade da pimenta-do-reino.

Distribuição espacial da precipitação e da erosividade da chuva mensal e anual no Estado do Espírito Santo

O mapeamento da erosividade da chuva e da precipitação pluvial consiste de um instrumento prático e indispensável para o planejamento do uso do solo em escalas regionalizadas, como países, Estados ou grandes bacias hidrográficas. Nesse contexto, objetivou-se neste estudo analisar a continuidade espacial do potencial erosivo da chuva e da precipitação pluviométrica, nas escalas de tempo mensal e anual, e posterior mapeamento destas, para o Estado do Espírito Santo, visando fornecer informações básicas ao planejamento de uso e manejo sustentável do solo. Para isso, 129 estações pluviométricas foram empregadas no estudo; a erosividade da chuva foi calculada tendo-se como base equações de Fournier ajustadas para os Estados vizinhos, porém com características climáticas semelhantes. Observou-se forte estrutura de dependência espacial das variáveis regionalizadas, especialmente da erosividade da chuva, com predomínio do modelo de semivariograma exponencial. Quanto à precipitação pluvial, os valores do grau de dependência espacial foram inferiores aos obtidos para a erosividade; contudo, foi possível classificar a estrutura de dependência como moderada a forte. A região do Rio Doce foi classificada como de "alto" a "muito alto" potencial erosivo, cuja erosividade média anual variou de 7.000 a 11.460 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Nessa região, os solos, além de ocorrerem em relevo dissecado e serem pobres em nutrientes, apresentam déficit hídrico pronunciado, dificultando o estabelecimento da vegetação, e são aqueles de maior vulnerabilidade natural à erosão hídrica.

Mapeamento de chuvas intensas no estado de Minas Gerais

Estudos associados a chuvas extremas são constituídos de eventos de interesse prático para a gestão dos recursos naturais, como manejo de bacias hidrográficas e conservação dos solos e da água. A distribuição espacial desses eventos possibilita inferir sobre áreas onde sua ocorrência é acentuada e desprovida de informações técnicas. Os objetivos deste trabalho foram promover, a partir de dados pontuais de 177 estações meteorológicas e com a utilização de técnicas geoestatísticas, o mapeamento de chuvas intensas para o Estado de Minas Gerais e identificar as áreas mais vulneráveis no tocante à ocorrência dessas chuvas nesse Estado. Foi constatado que as maiores intensidades ocorrem nas regiões leste e noroeste de Minas Gerais, o que pode ser explicado pela maior influência da Zona de Convergência do Atlântico Sul, além de ocorrência de chuvas convectivas. Foi possível, também, constatar e mapear intensidades intermediárias nas regiões sul e central e os menores valores para as regiões norte e nordeste de Minas Gerais. Para maiores durações, verificou-se, para a região sul, ocorrência de altas intensidades, o que está associado à entrada com maior frequência de frentes frias, produzindo chuvas de longa duração.