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.

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.

Amostragem e variabilidade espacial de atributos físicos de um latossolo vermelho em Mossoró, RN

Os solos, mesmo aqueles considerados homogêneos, exibem alguma variabilidade espacial e temporal em seus atributos físicos, químicos e biológicos. A definição dessa variabilidade é muito importante para um eficiente manejo do solo. Este trabalho objetivou estudar a variabilidade espacial de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho, em Mossoró-RN, a fim de estabelecer o melhor procedimento na coleta de amostras de solo. Em uma área com dimensões de 100 x 100 m, marcada a cada 10 m em duas direções perpendiculares entre si, fez-se a coleta de amostras de solo na camada de 0,0-0,2 m de profundidade, totalizando 100 amostras. As análises compreenderam granulometria, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e retenção de água nas tensões de 0,033 e 1,500 MPa. Os dados foram analisados por estatística descritiva e geoestatística. Concluiu-se que a variabilidade do solo, medida pelo coeficiente de variação, mostrou-se baixa para areia, densidade do solo, densidade de partículas e volume total de poros e média para silte, argila, capacidade de campo e ponto de murcha permanente; a maioria das variáveis analisadas segue distribuição normal de freqüências, excetuando-se areia, densidade do solo e volume total de poros; o mapeamento das variáveis estudadas sugere o estabelecimento de subáreas homogêneas, a fim de tornar o manejo dos recursos mais eficiente, especialmente o de água.

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.

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.

Correlação linear e espacial entre a resistência do solo ao penetrômetro e a produtividade do feijoeiro irrigado

A resistência do solo ao penetrômetro exerce grande influência sobre o crescimento e desenvolvimento vegetal, uma vez que o crescimento das raízes, assim como o rendimento das culturas, varia de forma inversamente proporcional ao seu valor. Dessa forma, a análise da variabilidade espacial da resistência do solo ao penetrômetro e da produtividade, por meio da geoestatística, pode indicar alternativas de manejo para reduzir os efeitos da variabilidade do solo sobre a produtividade e também melhorar a estimativa de respostas das culturas sob determinadas práticas de manejo. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi relacionar e caracterizar a variabilidade espacial da resistência do solo ao penetrômetro (RP) e a produtividade do feijoeiro irrigado em sistema de semeadura direta, em duas safras consecutivas. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho distroférrico típico, no campo experimental da Faculdade de Engenharia Agrícola da Unicamp, no município de Campinas-SP, cujas coordenadas geográficas são: 22 ° 48 ' 57 " de latitude sul, 47 ° 03 ' 33 " de longitude oeste e altitude média de 640 m. As avaliações foram realizadas em uma malha regular de amostragem de 3 x 3 m, totalizando 60 pontos amostrais por parcela. A análise da dependência espacial foi avaliada pela geoestatística, e os parâmetros dos semivariogramas utilizados para construir mapas de isolinhas, por meio do interpolador de krigagem do programa Surfer 8.0. A regressão linear simples entre mapas (pixel-a-pixel) mostrou correlação negativa entre os valores de RP e a produtividade; no entanto, a produtividade do feijoeiro irrigado apresentou baixa correlação com a resistência do solo ao penetrômetro em sistema semeadura direta nas duas safras.

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.