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.

Desenvolvimento e análise de uma rede neural artificial para estimativa da erosividade da chuva para o Estado de São Paulo

O conhecimento do valor da erosividade da chuva (R) de determinada localidade é fundamental para a estimativa das perdas de solo feitas a partir da Equação Universal de Perdas de Solo, sendo, portanto, de grande importância no planejamento conservacionista. A fim de obter estimativas do valor de R para localidades onde este é desconhecido, desenvolveu-se uma rede neural artificial (RNA) e analisou-se a acurácia desta com o método de interpolação "Inverso de uma Potência da Distância" (ID). Comparando a RNA desenvolvida com o método de interpolação ID, verificou-se que a primeira apresentou menor erro relativo médio na estimativa de R e melhor índice de confiança, classificado como "Ótimo", podendo, portanto, ser utilizada no planejamento de uso, manejo e conservação do solo no Estado de São Paulo.

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.

Avaliação e espacialização da erosividade da chuva no Vale do Rio Doce, região centro-leste do Estado de Minas Gerais

Um fator muito atuante no processo erosivo e considerado de grande importância é o fator R, denominado erosividade da chuva. Esse fator é um dos componentes da equação universal de perdas de solo. Estudos de variabilidade espacial têm sido realizados almejando definir a distribuição espacial do fator R para determinada região. Objetivou-se com este trabalho calcular a erosividade da chuva (fator R - EI30) e gerar os mapas de espacialização desta. O estudo foi realizado em áreas experimentais de plantios de eucalipto localizadas em nove municípios, no Vale do Rio Doce, região centro-leste do Estado de Minas Gerais. Foram utilizados dados pluviográficos referentes ao período de janeiro de 2005 a dezembro de 2008. A espacialização da erosividade foi feita com base nos princípios da geoestatística, e a interpolação dos dados, por meio da krigagem. Os índices de erosividade anual variaram de 7.970 a 18.646 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. O alcance para o índice de erosividade mensal variou de 10 a 177 km, e o anual foi de cerca de 52 km.

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.

Simulação geoestatística na caracterização espacial de óxidos de ferro em diferentes pedoformas

Os minerais da fração argila, goethita e hematita, são óxidos de ferro (Fe) indicadores pedoambientais com grande influência nos atributos físicos e químicos do solo. O conhecimento dos padrões espaciais desses óxidos auxilia a compreensão das interrelações de causa e efeito com os atributos do solo. Nesse sentido, a qualidade das estimativas espaciais produzidas pode alterar os resultados obtidos e, por consequência, as interpretações dos padrões espaciais obtidos. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o desempenho dos métodos geoestatísticos de estimativas (KO) e simulações sequenciais gaussianas (SSG) na caracterização espacial de teores de óxidos de Fe, goethita (Gt) e hematita (Hm), em uma pedoforma côncava e outra convexa. Foram coletadas 121 amostras de solos em cada pedoforma de um Argissolo em pontos com espaçamentos regulares de 10 m. Os teores de óxidos de Fe foram obtidos por meio de difração de raios-X. Os dados foram submetidos a análises geoestatísticas por meio da modelagem do variograma e posterior interpolação por KO e SSG. A KO não refletiu a verdadeira variabilidade dos óxidos de Fe, hematita e goethita, demonstrando ser inapropriada para a caracterização espacial dos teores dos óxidos de Fe. Assim, o uso da SSG é preferível à krigagem quando a manutenção dos altos e baixos valores nas estimativas espaciais é necessária. O desempenho dos métodos geoestatísticos foi influenciado pelas pedoformas. Os mapas E-type devem ser recomendados em vez de mapas de KO para os óxidos de Fe, por serem ricos em detalhes e práticos na definição de zonas homogêneas para o manejo localizado em frente de KO, sobretudo em pedoforma côncava.

Verossimilhança na seleção de modelos para predição espacial

Na modelagem estatística da variabilidade espacial, estimam-se os parâmetros da dependência espacial, que são utilizados na interpolação de valores em locais não amostrados. Para tal, o processo de modelagem deve ser realizado com critérios estatísticos que garantam predições confiáveis e representem a real variabilidade local. Este trabalho avaliou diferentes formulações do modelo geoestatístico gaussiano para reconstituir a superfície que representa o fósforo (P) na área, a partir de medições dos teores de P em 48 parcelas experimentais localizadas em Xanxerê, SC, destacando o método utilizado nas análises. A combinação da presença de covariáveis no modelo e a necessidade de transformação para normalidade dos dados definiram quatro alternativas para modelagem. Utilizou-se a função de correlação de Matèrn, avaliada nos valores 0,5; 1,5; e 2,5 para parâmetro de suavidade. Os modelos foram comparados pelo valor maximizado do logaritmo da função de verossimilhança e também por validação cruzada. O modelo selecionado foi o que incorporou a variável resposta transformada, as coordenadas da área como covariáveis e o valor 0,5 para o parâmetro de suavidade. As medidas de validação cruzada pouco acrescentaram aos resultados de comparação por verossimilhança, que evidenciaram que na modelagem geoestatística, o cuidado com observações globais ou locais atípicas, além da seleção com base em diferentes modelos, deve ser o foco para obter resultados compatíveis com a realidade.

Zonas homogêneas de atributos do solo para o manejo de irrigação em pomar de videira

Na análise das variabilidades espacial e temporal dos fatores inerentes à produtividade agrícola, a geoestatística constitui a base para a aplicação dos conceitos de agricultura de precisão. Assim, este estudo foi desenvolvido com os objetivos de avaliar a variabilidade espacial de atributos físico-hídricos do solo e delimitar zonas homogêneas para o manejo da irrigação em um cultivo de videira, utilizando ferramentas geoestatísticas. Um experimento de campo foi realizado em Petrolina, PE, no Vale do Submédio São Francisco, em um pomar de videira irrigada por microaspersão. Em uma área de 3,2 ha, foram coletadas 160 amostras de solo nas camadas de 0,0-0,20 e 0,20-0,40 m, em quatro transeções, as quais foram utilizadas para as determinações das frações granulométricas (areia total, silte e argila), curva de retenção de água no solo, densidade do solo e porosidade total do solo. Os dados foram submetidos às análises pela estatística descritiva e geoestatística. A variabilidade espacial dos atributos físico-hídricos do solo foi observada; foi realizada a interpolação por krigagem e geração de mapas de contorno para a delimitação de zonas homogêneas. Os atributos de solo analisados apresentaram baixa (densidade do solo, porosidade total e areia total) e média heterogeneidade (silte e argila). O índice de dependência espacial observado foi classificado entre moderado e forte para todos os atributos. A água disponível na camada de 0,2-0,4 m apresentou o maior alcance e foi considerada o atributo para delimitação de três zonas homogêneas, que receberam diferentes volumes de água de irrigação durante dois ciclos de produção da videira, em razão da umidade do solo medido em cada uma dessas zonas.

Programa computacional para estimativa de uniformidade de gotas de herbicidas aplicados por pulverização aérea

O objetivo deste trabalho foi o de apresentar o algoritmo de um programa computacional baseado em um método numérico de estimativa de perdas de herbicidas aplicados por pulverização aérea. Este método apresenta como entrada de dados a freqüência de tamanhos das gotas em papéis hidrossensíveis, observadas no gratículo de Porton acoplado ao microscópio. A partir desses valores calcula-se a distribuição acumulada do diâmetro médio do tamanho e do volume das gotas formadas pelo bico de pulverização utilizados na aplicação, conforme metodologia já conhecida. Os dados obtidos para estas curvas de distribuição permitem fazer uso do método numérico de interpolação linear para a obtenção do diâmetro mediano volumétrico e do diâmetro mediano numérico da gota. Estes valores são fundamentais para a determinação da uniformidade de gota. Este método numérico foi implementado em linguagem computacional, permitindo a comparação de valores observados com os encontrados pela interpolação, para papéis espalhados nas faixas de aplicação. É apresentado um exemplo de utilização do programa para placas de papel hidrossensível amostradas em experimento realizado em Pelotas, RS.

Exigência mínina de fósforo em novilhos da raça Nelore

A determinação da absorção real de fósforo (P) em bovinos deve levar em consideração a fração endógena mínina do mineral, que se perde nas fezes. De modo geral esses cálculos são feitos utilizando-se tabelas cujos valores foram obtidos em outros países, com outras raças de animais e em condições bem diferentes das condições brasileiras. O trabalho teve como objetivo determinar a perda endógena de P nas fezes e estimar a exigência mínima de P em novilhos da raça Nelore (Bos indicus). Foram utilizados 18 novilhos castrados, com peso médio de 190,82±27,53 kg e idade aproximada de 12 meses, divididos em três grupos de seis animais, e mantidos em gaiolas metabólicas individuais. Os animais receberam dieta básica constituída de feno de Brachiaria decumbens e uma mistura de concentrados durante os 30 dias de período experimental. Os tratamentos consistiram de diferentes quantidades de fosfato bicálcico em níveis de 0,12, 0,24 e 0,36% de P, com base na dieta total. Foram aplicadas injeções de 32P nos animais para a determinação da perda endógena fecal de P. A perda endógena mínima fecal de P para uma ingestão zero do mineral, calculada por interpolação, foi de 5,72 mg/kg de peso vivo e para um balanço zero, o requerimento mínimo foi de 8,84 mg/kg de peso vivo por dia.

valiação de métodos geoestatísticos na espacialização de índices agrometeorológicos para definir riscos climáticos

A definição das melhores datas para plantio de milho, adotadas no Zoneamento de Riscos Climáticos do Estado de São Paulo, é baseada nas variações espaço-temporais do índice de satisfação das necessidades de água da planta (ISNA), sendo a média ponderada o método de interpolação utilizado na espacialização deste parâmetro. Este método não considera a propagação espacial do erro da estimativa, o que permite interpretações imprecisas sobre as melhores datas de plantio, principalmente nas situações de início e de final do ciclo. O objetivo deste trabalho foi comparar métodos de espacialização de valores numéricos dos índices agrometeorológicos e avaliar sua variação espacial. Foram utilizados os métodos da média ponderada, krigagem ordinária e krigagem por indicação. A krigagem por indicação foi o método mais apropriado para espacializar o índice ISNA e definir a melhor data de plantio do milho.

Comparação de modelos matemáticos para o traçado de curvas granulométricas

A distribuição granulométrica de partículas sólidas é essencial para as áreas de material de construção, mecânica dos solos, física dos solos, hidrossedimentologia, entre outras. As técnicas utilizadas na avaliação da distribuição granulométrica de amostras resultam em valores pontuais, dependendo de posterior interpolação para o traçado da curva granulométrica e a obtenção de diâmetros característicos específicos. A transformação de valores pontuais em funções contínuas pode ser realizada por meio de modelos matemáticos. Entretanto, há poucos estudos com a finalidade de determinar o melhor modelo para o ajuste de curvas granulométricas. O objetivo deste trabalho foi testar e comparar 14 diferentes modelos passíveis de utilização no traçado da curva granulométrica de partículas sólidas com base em quatro pontos medidos. O parâmetro de comparação entre os modelos foi a soma de quadrado dos erros entre os valores medidos e calculados. Os modelos mais recomendados no traçado da curva granulométrica, a partir de quatro pontos, são os de Skaggs et al. 3P, Lima & Silva 3P, Weibull 3P e Morgan et al. 3P, todos com três parâmetros de ajuste.

Análise da transição entre dias secos e chuvosos por meio da cadeia de Markov de terceira ordem

O objetivo deste trabalho foi verificar se as ocorrências de dias secos e chuvosos são condicionalmente dependentes da seqüência dos três dias secos e chuvosos anteriores, numa zona pluviometricamente homogênea, por meio da cadeia não-homogênea de Markov de terceira ordem. Os resultados mostraram que as probabilidades diárias de transição podem ser adequadamente estimadas, com base em dados agregados bimestralmente, seguidas de interpolação por meio de funções sinusoidais. Além disso, evidenciou-se que, naquela zona, as ocorrências diárias de chuva são condicionalmente dependentes da seqüência de dias secos e chuvosos nos três dias anteriores. A cadeia não-homogênea de Markov de terceira ordem é um importante instrumento para a análise da dependência entre as seqüências de dias secos e chuvosos em determinadas regiões.

Mudanças climáticas e impactos na necessidade hídrica das culturas perenes na Bacia do Jaguaribe, no Estado do Ceará

O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos das mudanças climáticas na demanda de água para irrigação de culturas perenes, na Bacia do Jaguaribe, no Estado do Ceará. Foi empregado o sistema integrado de modelagem regional PRECIS ("Providing Regional Climates for Impact Studies"), e aplicado o método de redução de escala de bacia hidrográfica, com as condições de contorno do modelo climático regional (HadRM3P). Foi utilizado um conjunto de climatologia de base do modelo de 1961 a 1990 e de projeções climáticas futuras. As coordenadas geográficas da região em estudo foram consideradas para interpolação num sistema de informação geográfica. A evapotranspiração de referência foi estimada por meio de dados da temperatura média mensal. As mudanças climáticas projetadas aumentaram a demanda projetada de água para irrigação, porque a evapotranspiração foi estimada para aumentos de 3,1 a 2,2% e a precipitação pluvial foi estimada para diminuições de 30,9 a 37,3%. O aumento da necessidade hídrica foi estimada em 32,9% a 43,9%, para o ano de 2040, conforme o cenário analisado.