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.

Condicionadores químicos de solo e retenção e distribuição de cádmio, zinco e cobre em latossolos tratados com biossólido

O uso agrícola é uma das alternativas eficientes para o manejo de biossólidos. Dependendo, porém, da origem (urbana e, ou, industrial) e do sistema de tratamento, biossólidos podem conter concentrações elevadas de metais pesados, que, por sua vez, podem acumular-se nos solos. O uso de condicionadores químicos pode reduzir a biodisponibilidade e a mobilidade de metais no solo e, conseqüentemente, os riscos ao meio ambiente. Neste estudo, avaliaram-se os efeitos da adição de quatro condicionadores [carbonato de cálcio (CaCO3), sulfato de Ca (CaSO4), fosfato de potássio monobásico (KH2PO4) e hidroxiapatita sintética (HA)] na retenção e distribuição de Zn, Cu e Cd em Latossolos tratados com biossólido. Considerando a baixa solubilidade, a HA foi equilibrada nos valores de pH 4, 5 e 6. Utilizaram-se amostras superficiais (0-0,2 m) de um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf) e de um Latossolo Amarelo distrófico (LAd). Dois gramas de terra foram colocados para reagir em câmaras-duplas de difusão com 2 g de biossólidos com teores elevados de metais. Após atingir o equilíbrio (aproximadamente sete dias), a solução foi centrifugada, filtrada e acidificada, e as concentrações de Zn, Cu e Cd foram determinadas. As fases sólidas (solo e biossólido) foram secas por congelamento e, a seguir, procedeu-se à extração seqüencial de Zn, Cu e Cd. Os condicionadores foram eficientes na remoção de Zn, Cd e, em menor proporção, de Cu da solução. Em geral, o CaCO3 foi o mais eficiente na imobilização dos metais seguido da HA (pH 6). A HA equilibrada nos valores de pH 4 e 5 não promoveu imobilização dos metais. Após a introdução dos condicionadores, a quantidade de metais no solo ligados à fração trocável foi reduzida e os teores dos metais ligados à superfície dos óxidos/carbonatos foram aumentados, sobretudo nos tratamentos em que se utilizaram CaCO3 e HA (pH 6).

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.

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.

Distribuição de potássio e de raízes no solo e crescimento de milho em sistemas de manejo do solo e da adubação em longo prazo

O manejo do solo e da adubação potássica pode influenciar a distribuição de K e de raízes no solo, a absorção desse nutriente e o crescimento do milho. Com o objetivo de entender melhor essas inter-relações, foi realizado um experimento em um Argissolo Vermelho distrófico, há 18 anos, sob diferentes sistemas de manejo. Amostragens detalhadas do perfil do solo foram efetuadas no início da fase de enchimento de grãos de milho na safra 2006/07, nos seguintes tratamentos: preparo convencional (Con), com adubação potássica em linha (Lin), a lanço (Lan) e em faixa (Fx); sem preparo (Dir), com adubação em linha (Lin) e a lanço (Lan); e preparo em faixa (Fx), com adubação em faixa (Fx). Independente do manejo do solo e da adubação, o K formou gradientes a partir da superfície do solo e em torno do colmo do milho. Os gradientes, no entanto, foram diferenciados em relação ao manejo do solo, concentrando-se mais na superfície em plantio direto, independente do modo de adubação. As raízes de milho se concentraram na camada superficial do solo, com maior crescimento em plantio direto. A absorção de K e o crescimento do milho não foram associados à distribuição desse nutriente e de raízes no solo. A eficiência de utilização de K pelas plantas foi favorecida pela aplicação do adubo potássico a lanço, independente do preparo do solo.

Utilização de métodos de representação espacial para cálculo do fator topográfico na equação universal de perda de solo revisada em bacias hidrográficas

Métodos de representação espacial para o cálculo do fator topográfico (LS) da Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE) têm sido utilizados para estimar a erosão do solo e a produção de sedimentos em bacias hidrográficas. Esses procedimentos baseiam-se nas equações tradicionalmente empregadas para determinação do fator LS e em informações que caracterizam a forma das vertentes derivadas do modelo numérico de elevação (MNE). Neste estudo foram analisados dois métodos de representação espacial utilizados no cálculo do fator LS em modelos matemáticos de erosão e produção de sedimentos em bacias hidrográficas. A análise foi realizada em quatro bacias rurais de relevo movimentado. Os valores de LS obtidos pelos métodos de representação espacial foram comparados entre si e com valores de LS determinados pelo método tradicional com levantamento em campo. Resultados mostraram que os valores de LS gerados pelos métodos de representação espacial apresentam diferenças significativas entre si, sendo dependentes do procedimento de cálculo e do método utilizado para determinar a direção de fluxo no MNE. Também foi verificado que os valores numéricos do fator LS determinados pelos métodos de representação espacial apresentam diferenças em relação àqueles estimados pelo método tradicional.

Distribuição de fósforo no solo em razão do sistema de cultivo e manejo da adubação fosfatada

O sistema de cultivo e o manejo da adubação fosfatada influenciam a disponibilização do P no solo, seu acesso pelas plantas e, por fim, a produção das culturas. Em razão disso, há necessidade de se avaliar a distribuição do P no perfil do solo em experimentos de longa duração, para que se possa compreender o impacto de cada sistema de cultivo e manejo da adubação nesse processo. Foi utilizado um experimento localizado na Embrapa Cerrados, em Planaltina - DF, em Latossolo Vermelho muito argiloso, com teor de P muito baixo no início do experimento, cultivado por 14 anos com as culturas de soja e milho no verão e milheto como planta de cobertura nas seis últimas safras de inverno, recebendo 80 kg ha-1 ano-1 de P 2O 5 como superfosfato triplo ou fosfato natural reativo, aplicados no sulco de semeadura ou a lanço na superfície, sob sistema de preparo convencional (SPC) ou plantio direto (SPD). Foi avaliada a distribuição do P em sete camadas de solo (0 a 2,5; 2,5 a 5; 5 a 10; 10 a 20; 20 a 30; 30 a 40; e 40 a 50 cm), utilizando o extrator Bray 1. No 14° ano de cultivo foram utilizados os dados de rendimento de grãos de soja. Os resultados foram analisados estatisticamente, para comparações quanto à distribuição do P no perfil do solo e ao rendimento de grãos. A distribuição de P extraível no solo após 14 anos de cultivo é influenciada pela fonte e pelo modo de aplicação do fertilizante fosfatado, até 10 cm de profundidade no SPD e até 20 cm de profundidade no SPC. No SPC há leve gradiente em profundidade, enquanto no SPD há forte gradiente principalmente para aplicações a lanço, sendo os maiores teores de P no perfil analisado encontrados na camada de 0-2,5 cm para os dois modos de aplicação. O SPD apresenta maiores teores de P até 10 cm de profundidade, porém menores teores na camada de 10- 20 cm, em comparação com o SPC. Apesar do efeito do manejo da adubação fosfatada na distribuição do P no solo, o rendimento de grãos de soja no 14° ano foi alterado apenas pelo sistema de cultivo, tendo o solo sob SPD produzido 15,5 % mais grãos do que o SPC.

Análise multivariada e variabilidade espacial na estimativa da erodibilidade de um argissolo vermelho-amarelo

A erodibilidade é um fator de extrema importância na caracterização da perda de solo, representando os processos que regulam a infiltração de água e sua resistência à desagregação e o transporte de partículas. Assim, por meio da análise de dependência espacial dos componentes principais da erodibilidade (fator K), objetivou-se estimar a erodibilidade do solo em uma área de nascentes da microbacia do Córrego do Tijuco, Monte Alto-SP, e analisar a variabilidade espacial das variáveis granulométricas do solo ao longo do relevo. A erodibilidade média da área foi considerada alta, e a análise de agrupamento k-means apontou para uma formação de cinco grupos: no primeiro, os altos teores de areia grossa (AG) e média (AM) condicionaram sua distribuição nas áreas planas; o segundo, caracterizado pelo alto teor de areia fina (AF), distribui-se nos declives mais convexos; o terceiro, com altos teores de silte e areia muito fina (AMF), concentrou-se nos maiores declives e concavidades; o quarto, com maior teor de argila, seguiu as zonas de escoamento de água; e o quinto, com alto teor de matéria orgânica (MO) e areia grossa (AG), distribui-se nas proximidades da zona urbana. A análise de componentes principais (ACP) mostrou quatro componentes com 87,4 % das informações, sendo o primeiro componente principal (CP1) discriminado pelo transporte seletivo de partículas principalmente em zonas pontuais de maior declividade e acúmulo de sedimentos; o segundo (CP2), discriminado pela baixa coesão entre as partículas, mostra acúmulo da areia fina nas áreas de menor cota em toda a área de concentração de água; o terceiro (CP3), discriminado pela maior agregação do solo, concentra-se principalmente nas bases de grandes declives; e o quarto (CP4), discriminado pela areia muito fina, distribui-se ao longo das declividades nas maiores altitudes. Os resultados sugerem o comportamento granulométrico do solo, que se mostra suscetível ao processo erosivo devido às condições texturais superficiais e à movimentação do relevo.

Distribuição do Nitrogênio do Sulfato de Amônio (15N) no sistema solo-planta, em uma sucessão de culturas, sob sistema plantio direto

O aproveitamento do N pelo milho (Zea mays, L.) é influenciado pelas doses de adubo nitrogenado. O presente trabalho foi desenvolvido em um solo de textura arenoargilosa (Hapludox) e teve por objetivo avaliar a eficiência de utilização do N pela cultura de milho, em uma sucessão de culturas, utilizando-se sulfato de amônio marcado com 15N (5,5 átomos %), em diferentes doses; e o efeito residual desse fertilizante nas duas culturas subsequentes em sucessão (braquiária e milho), sob sistema plantio direto. As avaliações foram feitas em dois cultivos de milho safrinha - o primeiro no ano agrícola 2006 e o segundo em 2007 - e um de braquiária na entressafra. Os tratamentos consistiram de doses de N de 60, 120 e 180 kg ha-1, na forma de sulfato de amônio marcado (15N). Esse adubo foi aplicado em subparcelas, previamente definidas, apenas no primeiro cultivo do milho (safra 2006). Foram avaliados: N-total acumulado; N nas plantas de milho e braquiária proveniente do fertilizante, N no solo proveniente do fertilizante e recuperação de N-fertilizante pelas plantas e pelo solo. O maior aproveitamento do N-fertilizante pelo milho foi obtido no tratamento com 120 kg ha-1 de N, e o maior efeito residual do N-fertilizante pela braquiária e milho subsequente, no tratamento com 180 kg ha-1 de N. Após a sucessão de culturas, a recuperação de N pelo solo foi de 32, 23 e 27 % para os tratamentos com 60, 120 e 180 kg ha-1 de N.

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.

VARIABILIDADE ESPACIAL DA PRODUTIVIDADE DE SORGO E DE ATRIBUTOS DO SOLO NA REGIÃO DO ECÓTONO CERRADO-PANTANAL, MS

O Sorghum bicolor (L.) Moech é uma importante forrageira de alta produção, que cresce no cenário brasileiro ainda de forma lenta em substituição ao cultivo de milho safrinha. A cultura do sorgo seria alternativa no período da seca na produção de silagem para o período das águas; contudo, o crescimento e desenvolvimento das plantas pode ser influenciado por alterações nos atributos do solo, como textura, porosidade e estrutura do solo. O objetivo deste trabalho foi analisar e caracterizar a dependência e variabilidade espacial entre atributos do solo e a cultura do sorgo forrageiro, em um Planossolo Hidromórfico no ecótono Cerrado-Pantanal. Para tanto, estimaram-se a produtividade de matérias verde e seca de forragem (MVF e MSF) de sorgo forrageiro e os atributos do solo, como macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi), porosidade total (Pt), diâmetro médio geométrico, diâmetro médio ponderado, índice de estabilidade de agregados (IEA) e teor de carbono orgânico total do solo (COT), em duas profundidades: 1 (0,00-0,10 m) e 2 (0,10-0,20 m). Em relação à malha geoestatística, foram realizadas 50 coletas de atributos de planta e solo em 40 ha. Isso possibilitou detectar a elevada variabilidade espacial dos atributos de planta (MVF e MSF) e também os atributos do solo que mais variaram espacialmente. Com relação às variáveis que apresentaram dependência espacial, o coeficiente de determinação (r2) decresceu na seguinte ordem: IEA1, silte2, Ma1, Pt1, areia2, silte1, MSF, argila1, MVF e IEA2. Com isso, verificou-se que IEA1 apresentou o melhor ajuste semivariográfico (r2 = 0,926), com alcance de 677,0 m, e o avaliador da dependência espacial (50,6 %) moderado. O silte1, porém, evidenciou o menor alcance (111,0 m) e, assim, recomenda-se que em estudos posteriores o alcance mínimo a ser adotado, para esse tipo de avaliação, não deve ser inferior a esse valor em Planossolo Hidromórfico sob preparo convencional. A correlação linear foi significativa e elevada para MVF e MSF, ao passo que entre atributos de planta versus solo houve correlações positiva e negativa. No âmbito da cokrigagem, a argila1 foi o melhor indicador para estimar a variabilidade espacial da produtividade de massa seca de forragem de sorgo de correlação significativa e negativa (r = -0,292*).

Modelo de distribuição de água e de potencial matricial no solo sob gotejamento com extração de água por raízes

A maior dificuldade em descrever e estimar a distribuição de água no bulbo molhado sob gotejamento reside na extração de água pelo sistema radicular, que é mais complexa devido à geometria de fluxo tridimensional. Os modelos existentes são, na maioria, unidimensionais ou multidimensionais de acessibilidade limitada. Este trabalho propõe um modelo semi-analítico para distribuição bidimensional de umidade ou de potencial no bulbo molhado, através da superposição da solução analítica de Warrick, para ponto-fonte em condições de regime não-permanente, com um modelo paramétrico de extração de água pelas raízes, considerando o balanço de água num volume unitário do solo. O modelo foi ajustado com sucesso a dados experimentais para a cultura do milho num solo franco-siltoso. Simulações de distribuição de água no bulbo molhado mostraram que o modelo permite estimar ou descrever a dinâmica de água do solo no bulbo molhado em qualquer tempo ao longo do ciclo de irrigação, o que pode contribuir significativamente na avaliação do manejo da irrigação, no estudo de posicionamento de sensores de umidade ou de potencial matricial, e em estudos relacionados à atividade das raízes no bulbo molhado.

Avaliação de parâmetros hidráulicos para modelos de distribuição de água no solo sob gotejamento

As soluções analíticas de distribuição de água para ponto fonte e regime de fluxo não- permanente são dependentes de parâmetros de solos considerados constantes em suas deduções. Erros na determinação desses parâmetros implicam insucesso dessas soluções. Este trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento dos parâmetros alfada equação de Gardner k(h) = Ks ealfah e o parâmetro de linearização k = dK(teta)/dteta em diferentes posições do bulbo molhado, considerando os processos de infiltração isolado e seguido de redistribuição de água, à semelhança de um ciclo de irrigação. Dados de potencial matricial foram coletados em diversas posições do bulbo molhado em duas situações:(i) início da irrigação até atingir regime permanente em todo o bulbo molhado (infiltração); e (ii) durante dois ciclos de irrigação envolvendo infiltração e redistribuição de água. Os resultados mostraram que os parâmetros alfa e k variaram nas posições do bulbo molhado em relação ao gotejador, de acordo com o regime de umidade a que tais posições estiveram sujeitas. A obtenção desses parâmetros pelo método inverso requer testes que considerem as fases de infiltração e redistribuição em pelo menos dois ciclos de irrigação.

Variabilidade espacial da infiltração de água no solo

Dados de infiltração de água no solo foram obtidos em diversos pontos de uma malha retangular de uma parcela agrícola da Fazenda Experimental da EMEPA-PB, com o objetivo de caracterizar a variabilidade espacial da infiltração e dos parâmetros hidrodinâmicos do solo. Foram utilizadas as leis de Philip e de Green & Ampt para ajustamento dos valores obtidos. Medições de granulometria, densidade do solo e umidade volumétrica antes e depois dos testes de infiltração foram efetuadas. Técnicas de análises estatísticas clássicas e geoestatísticas foram utilizadas para descrever a variabilidade espacial dos parâmetros de infiltração, obtidos pelo ajustamento às leis teóricas. Dos parâmetros estudados, o de sucção da equação de Green & Ampt se mostrou o mais sensível à variabilidade espacial da parcela. Também não se notou correlação entre os parâmetros de infiltração e a textura.

Distribuição do fósforo inorgânico em sistemas de manejo de solo

A intensidade das reações dos fertilizantes fosfatados no solo deve variar em razão dos diferentes sistemas de manejo do solo. Este trabalho teve o objetivo de avaliar as modificações nas frações de P inorgânico provocadas por diferentes preparos do solo e sucessões de cultura. Coletaram-se, em maio de 1997, amostras de solo (Latossolo Vermelho distroférrico típico, Latossolo Vermelho distrófico típico e Argissolo Vermelho distrófico típico), em três camadas (0-2,5, 2,5-7,5 e 7,5-17,5 cm), de quatro experimentos instalados a partir de 1979, envolvendo os sistemas plantio direto e cultivo convencional com diferentes sucessões de cultura. Foram determinados o P total e seis frações de P inorgânico, em ordem decrescente de labilidade. O conteúdo médio de P total foi bem superior ao do seu estado natural, e no sistema plantio direto ocorreu um grande acúmulo na camada superficial. Neste sistema, recuperaram-se maiores teores de P inorgânico lábil (resina e NaHCO3 0,5 mol L-1) e também não-lábil ligado ao Ca (HCl 1,0 mol L-1) na camada superficial. As maiores concentrações de P inorgânico foram extraídas pelo NaOH 0,1 mol L-1, ditas moderadamente lábeis. As sucessões de cultura tiveram pouca influência nas frações de P inorgânico.