VARIABILIDADE ESPACIAL DE ATRIBUTOS FÍSICOS EM SOLOS SOB PLANTIO DIRETO. Bolsista PBIC/UEG, graduando do Curso de Engenharia Agrícola, UnU Cet - UEG.

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1 VARIABILIDADE ESPACIAL DE ATRIBUTOS FÍSICOS EM SOLOS SOB PLANTIO DIRETO Ródney Ferreira Couto 1 ; Cássio Rodrigues Moreira 1 ; Elton Fialho dos Reis 2 1 Bolsista PBIC/UEG, graduando do Curso de Engenharia Agrícola, UnU Cet - UEG. 2 Orientador, docente do Curso de Engenharia Agrícola, UnU Cet UEG. RESUMO Com a realização desse trabalho, objetivou-se utilizar um software de geoestatística para espacializar alguns atributos físicos de um solo para definir áreas compactadas em sistema de plantio direto. Avaliou-se algumas características físicas do solo em duas profundidades (0-15 e cm), em uma malha regular de amostragem de 75 x 75m totalizando 16 pontos amostrais. Através da geoestatística e da estatística descritiva avaliou-se a variabilidade espacial dos dados. A análise da dependência espacial foi avaliada por um software de geoestatística, e os parâmetros dos semivariogramas foram utilizados para construir mapas de isolinhas através do interpolador de krigagem pontual do software GS+, versão 7. O diagnóstico da área compactada foi efetuado para orientar uma futura subsolagem no local visando reestruturação do solo. Através dos estudos, concluiu-se que o método de interpolação (krigagem), de acordo com a variação espacial das características físicas do solo, permite dividir a área estudada em subáreas possibilitando um futuro gerenciamento localizado de forma a reduzir custos. O método mostrou-se bastante eficiente e pode ser utilizado em diagnóstico da compactação, prevendo necessidade de subsolagem. Palavras-chave: geoestística, krigagem, densidade relativa. Introdução 1

2 Nos últimos anos têm-se verificado um aumento substancial no tamanho, peso e potência das máquinas, o que quando mal manejados, tem como conseqüência um aumento de áreas com problemas de compactação ou adensamento. De acordo com Gomes & Pena (1996), a compactação do solo ocasiona uma diminuição do volume, aumentando a densidade, conseqüentemente ocorre uma redução da porosidade total do solo. Esses parâmetros contribuem para um aumento da resistência à penetração de raízes e afetam a infiltração de água no solo, aumentando assim o risco de erosão. Apesar de serem a resistência à penetração e a densidade do solo utilizadas para monitorar a compactação do solo, Arvidsson & Håkansson (1991) e Håkansson & Lipiec (2000) afirmam que a densidade relativa isola o efeito da textura na densidade do solo, permitindo comparar solos de diferentes texturas quanto ao grau de compactação. A utilização de técnicas de geoestatística permite analisar adequadamente dados de experimentos, com possibilidade de obter informações encobertas pela estatística clássica (Ribeiro et al., 2006). Neste contexto, o objetivo do trabalho foi utilizar um software de geoestatistica para espacializar alguns atributos físicos de um solo para definir áreas compactadas em sistema de plantio direto. Material e Métodos A área em estudo situa-se na fazenda Capão do Carirú, município de Abadiânia, GO, em uma área de 7,46 hectares cultivado com soja durante três safras consecutivas. O solo no local é classificado como Latossolo Amarelo, textura média, apresentando relevo suave e ondulado. As amostras de solo foram coletadas em um talhão manejado sob plantio direto, adquiridas em uma malha regular de amostragem de 75m x 75m, totalizando 16 pontos amostrais, sendo que cada ponto foi georrefenciado, para em seguida fazer as coletadas de amostras deformadas e indeformadas em duas profundidades P1 (0 15 cm) e P2 (15 30 cm). Estas amostras foram utilizadas para o ensaio de Proctor Normal e determinação da Densidade do Solo. Em cada ponto georrefenciado foi realizada as medições de Resistência à Penetração seguindo-se as normas da ASABE S (ASABE, 2006) e determinação da Umidade nas diferentes profundidades pelo método da estufa. A densidade relativa do solo (DR) foi obtida pela divisão da densidade aparente do solo pela densidade máxima do solo obtida no ensaio de Proctor. A análise da dependência espacial foi avaliada utilizando a geoestatística, e os ajustes dos modelos dos semivariogramas foram feitos utilizando o software geoestatístico Gs+ versão 7. Os parâmetros do semivariograma foram utilizados para construir mapas de 2

3 isolinhas através da krigagem pontual (Isaaks; Srivastava, 1989), utilizando o mesmo programa. Os graus de pertinência para cada atributo foram submetidos à análise descritiva, determinando as medidas de posição (média, mediana, valor mínimo e máximo) e dispersão (coeficientes de variação, assimetria e curtose). A normalidade dos dados foi avaliada pelo teste de Shapiro Wilk (SW), ao nível de 5% de probabilidade. A dependência espacial dos atributos foi quantificada pela análise geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. A análise de semivariogramas proporcionou à determinação dos parâmetros: efeito pepita (C 0 ), variância estrutural (C), patamar (C 0 +C) e alcance (a), já a krigagem forneceu o coeficiente de ajuste da validação cruzada (VC). Resultados e Discussão Na Tabela 1, são apresentados os resultados da estatística descritiva para os atributos físicos avaliados. Para avaliar a variabilidade dos dados, analisaram-se os coeficientes de variação (C.V.). Os dados foram homogêneos para resistência à penetração (RP) na profundidade P2 e variação média na profundidade P1. Para os valores de densidade relativa (DR), nas duas profundidades, também obteve-se valores médios de coeficiente de variação. Para a umidade (U) nas duas profundidades obteve-se baixo coeficiente de variação. Para Parâmetros RP (MPa) U (%) DR Estatísticos P1 P2 P1 P2 P1 P2 Média 1,73 2,35 27,88 26,40 0,712 0,754 Mediana 1,68 2,52 27,28 26,42 0,700 0,703 Mínimo 1,09 1,18 24,98 23,48 0,593 0,640 Máximo 2,17 3,17 35,72 30,57 0,846 1,014 Desvio Padrão 0,293 0,612 2,747 2,034 0,075 0,124 Variância 0,086 0,375 7,549 4,139 0,006 0,015 Assimetria -0,402-0,507 1,680 0,450 0,451 1,251 Curtose 0,086-0,746 3,478-0,251-0,496 0,018 C.V. (%) 16,91 26,00 9,85 7,71 10,51 16,45 S.W 0,965 0,939 0,852 0,957 0,953 0,769 verificar a normalidade, aplicou-se o teste de Shapiro-Wilk a nível de 95% de probabilidade, sendo apenas os dados de resistência à penetração nas duas profundidades, densidade relativa na profundidade P1 e umidade na profundidade P2 apresentaram distribuição normal. Tabela 1. Parâmetros estatísticos para Umidade (U), Resistência a Penetração (RP) e Densidade Relativa (DR) para as diferentes profundidades. 3

4 A análise geoestatística foi realizada e verificou-se que houve dependência espacial na profundidade de (0 15 cm) para a resistência à penetração e densidade relativa, já para a profundidade (15 30 cm) houve dependência na umidade do solo e na densidade relativa, todos apresentando o modelo gaussiano com o melhor ajuste, conforme mostrado na Tabela 2 e Figura 1. Para a densidade relativa houve baixa dependência espacial, possivelmente, por isolar o efeito de diferentes texturas quanto ao grau de compactação, conforme Arvidsson & Håkansson (1991) e Håkansson & Lipiec (2000). Tabela 2. Parâmetros dos semivariogramas (C o efeito pepita; C 0 + C patamar; a alcance (m); VC Coeficiente de ajuste da validação cruzada (%)) ajustados aos dados experimentais de Umidade (%), Resistência a Penetração (MPa) e Densidade Relativa nas diferentes profundidades. Características físicas do solo Modelo C 0 C 0 + C A 0 R 2 VC Umidade (P1) EPP Umidade (P2) Gaussiano 1,98 8, ,7 0,937 11,7 Res. Penetração (P1) Gaussiano 0,0001 0,086 70,6 0,581 11,5 Res. Penetração (P2) EPP Dens. Relativa (P1) Gaussiano 0, , ,7 0,81 2,6 Dens. Relativa (P2) Gaussiano 0, , ,1 0,45 9,7 Ainda na Tabela 2 é possível verificar os parâmetros dos semivariogramas ajustados ao modelo gaussiano. Os semivariogramas ajustados estão apresentados na Figura 1. Umidade do solo (0-15) Umidade do solo (15-30) Resistência à penetração (0-15) Resistência à penetração (15-30) 4

5 Figura 1. Semivariogramas ajustados para a Umidade do solo, resistência do solo à penetração e densidade relativa nas diferentes profundidades. Para as profundidades de amostragem nas quais as variáveis apresentaram ajuste aos semivariogramas, foram feitos mapas de isolinhas através da técnica de krigagem, enquanto que para aquelas profundidades em que apresentaram efeito pepita puro, os valores podem ser descritos como a média. Os mapas gerados estão apresentados na Figura 1. Observando o mapa de RP na profundidade P1 é possível verificar que a variável em estudo apresenta valores abaixo dos 2,0 MPa praticamente em toda a área, já para a profundidade P2 o valor médio foi de 2,35 MPa, esse aumento da resistência à penetração com a profundidade é devido à existência de compactação subsuperficial, ocasionada possivelmente por uso incorreto de máquinas e implementos agrícolas, utilizados quando a área era manejada com cultivo convencional. A umidade do solo média observada durante a determinação da RP foi de 27,3 % e 25,2 %, respectivamente para as profundidades P1 e P2, o que possivelmente interferiu no aumento da resistência à penetração na maior profundidade. Esta diferença no teor de água mesmo que pequena é de extrema importância em razão de ser o parâmetro que mais afeta a determinação da RP. Na profundidade P1 a Densidade Relativa foi abaixo de 0,80 para toda a área, ou seja, apresentando problemas de retenção de água. Na profundidade P2 observa-se valores superiores a 0,86 prejudiciais ao desenvolvimento das culturas. Esse aumento pode ser explicado pelo aumento da densidade do solo com a profundidade (áreas com problemas de compactação), ou seja, tem-se um numerador maior na relação que define a densidade relativa. 5

6 Umidade do solo (15-30) Resistência penetração (0-15) Densidade relativa (0-15) Densidade relativa (15-30) Figura 2 Mapas de distribuição espacial da Umidade do Solo (%), Resistência do Solo à penetração (MPa) e Densidade Relativa, para as variáveis com dependência espacial. Conclusões Os atributos apresentaram dependência espacial, demonstrada pelo ajuste do semivariograma gaussiano. Através dos estudos, concluiu-se que o método de interpolação (krigagem), de acordo com a variação espacial, permite dividir a área em subáreas possibilitando um futuro gerenciamento localizado da necessidade de subsolagem de forma a reduzir custos e interferências desnecessárias de subsolagem. Referências Bibliográficas ASABE - American Society of Agricultural and Biological Engineers. Soil cone penetrometer. ASABE S St. Joseph: ASAE, p ARVIDSSON, J.; HÅKANSSON, I. A Model for estimating crop yield losses caused by soil compaction. Soil Tillage Reseach, Amsterdam, v.20, p , GOMES, A.; PEÑA, Y.A. Caracterização da compactação através do uso do penetrômetro. Lavoura Arrozeira, Porto Alegre, v.49, n.1, p.18-20, HAKANSSON, I.; LIPIEC, J. A review of the usefulness of relative bulk density values in studies of soil structure and compaction. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v. 53, p , ISAAKS, E. H.; SRIVASTAVA, R. M. Applied geostatistics. New York: Oxford University Press, p. 6

7 RIBEIRO, A. I.; LONGO, R. M.; TEIXEIRA FILHO, A. MELO, W. J. Diagnóstico de uma área compactada por atividade minerária, na floresta amazônica, empregando métodos geoestatísticos à variável resistência mecânica à penetração do solo. Acta Amazônica, Manaus, v. 36, n. 01, p ,