VARIABILIDADE ESPACIAL DOS ATRIBUTOS DO SOLO RELACIONADO À ACIDEZ EM UMA ARGISSOLO AMARELO

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1 VARIABILIDADE ESPACIAL DOS ATRIBUTOS DO SOLO RELACIONADO À ACIDEZ EM UMA ARGISSOLO AMARELO Oliveira 1,P.S., Santos 1, E.O.J., Gonitjo 2,I., Canal 1,L., Barbosa 1 M.A. 1 Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical/PPGAT - Universidade Federal do Espírito Santo/UFES - Centro Universitário Norte do Espírito Santo/CEUNES - CEP São Mateus- ES pablosouto13@hotmail.com, eduardoliviera@hotmail.com, contatcanalluc@hotmail.com 2 Professor Adjunto do PPGAT - UFES - CEUNES - CEP São Mateus - ES - ivoneygontijo@ceunes.ufes.br. Resumo - Os sistemas agroflorestais podem viabilizar o cultivo do café através dos princípios do manejo sustentado dos ecossistemas. Objetivou-se no presente trabalho descrever a variabilidade espacial dos atributos do solo relacionados a acidez (Al, H+Al, MO e ph do solo), em uma lavoura consorciada de café conilon (Coffea canephora) - seringueira (Hevea brasiliensis). Conduziu-se o experimento em uma lavoura de café conilon consorciada com seringueira, no município de Nova Venécia, norte do estado do Espírito Santo, demarcou-se, uma malha quadrangular de 24 x 63 m (1.512 m 2 ) com 60 pontos, foram coletadas quatro subamostras de solo na projeção da copa do cafeeiro em cada um dos pontos cardeais, formando uma amostra composta, na profundidade de 0-0,20m, para obtenção de dados referentes à fertilidade do solo (alumínio, acidez potencial, matéria orgânica e ph do solo). Os dados foram submetidos à análise geoestatística. Verifica-se estrutura de dependência espacial para todos os atributos estudados, com índice de dependência espacial forte e moderado. O conhecimento da variabilidade espacial dos atributos químicos do solo pode ser usado para o desenvolvimento de estratégias de manejo de aplicação de insumos agrícolas. Palavras-chave: geoestatística; atributos químicos; distribuição espacial. SPATIAL VARIABILITY OF SOIL ATTRIBUTES RELATED TO THE ACIDITY IN A YELLOW ARGISOIL Abstract - The agroforestry systems can enable the cultivation of coffee through the principles of sustainable management of ecosystems. The objective of this study was to describe the spatial variability of soil attributes related to acidity (Al, H + Al, MO and soil ph) in a coffee conilon (Coffea canephora) crop intercropped with rubber (Hevea brasiliensis). The experiment was conducted in a coffee conilon crop intercropped with rubber tree, in Nova Venécia, northern state of Espírito Santo, Brazil. The experimental area has dimensions of 24 x 63m (1.512m2), where we marked a grid of 60 sampling points. At each sample point were collected four replicates of soil in the projection of the coffee canopy, forming a sample at a depth of m, to obtain data on soil fertility (aluminum, potential acidity, organic matter and soil ph). The data were submitted to geostatistical analysis. All attributes in study showed spatial dependence structure, with index spatial dependence strong and moderate. Knowledge of the spatial variability of soil chemical properties can be used to develop application management strategies agricultural input. Key words: geostatistics; chemical properties; spatial distribution. Introdução Os sistemas agroflorestais apresentam vantagens por oferecerem uma produção diversificada e contínua ao longo do ano, sem degradar o solo tornando-se um modelo agrícola promissor na aliança entre produção agrícola e conservação ambiental (AYRES & RIBEIRO, 2010). No Brasil o sistema agro-florestal pode viabilizar o cultivo do café através dos princípios do manejo sustentado pelos ecossistemas principalmente através da utilização de espécies de uso múltiplos (MACEDO, 1993). Uma das maneiras mais utilizadas para representar a variabilidade espacial dos atributos do solo são os mapas de isolinhas (BURGESS & WEBSTER, 1980); no entanto, para construção desses mapas é necessário conhecer a distribuição da variável e seu grau de dependência espacial, sendo a maneira mais usual para isso utilizar a geoestatística (VIEIRA et al., 1983). IV Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias SGeA ISSN:

2 A geoestatística tem sido aplicada de modo crescente na ciência do solo, tornando-se ferramenta adicional no estudo de seus atributos espacialmente correlacionados, exatamente porque incorpora a possibilidade de se estudar o comportamento da variabilidade espacial, permitindo a interpretação dos resultados com base na estrutura dessa variabilidade, além de poder também quantificar o seu tamanho ( CAVALCANTE et al., 2007). Métodos geoestatísticos têm recebido considerável atenção das ciências agrárias nos últimos anos, sendo utilizada para quantificar a variabilidade espacial em diferentes atributos do solo (GONTIJO et al., 2011). Segundo Silva et al., (2007), a aplicação da agricultura de precisão na cultura do cafeeiro ainda não é uma realidade na agricultura brasileira, uma vez que existem poucos trabalhos sendo desenvolvidos nessa área. O presente trabalho teve por objetivo descrever a variabilidade espacial dos atributos do solo relacionados a acidez: alumínio (Al), acidez potencial (H+Al), matéria orgânica (MO) e ph do solo, em uma lavoura consorciada de café conilon (Coffea canephora) - seringueira (Hevea brasiliensis) no município de Nova Venécia (ES). Material e Métodos Conduziu-se o experimento em uma lavoura de café conilon consorciada com seringueira, no município de Nova Venécia, norte do estado do Espírito Santo, cujas coordenadas geográficas são 18 43'40,6'' S e 40 23'25,5'' W, com uma altitude média de 65 m. O clima é Aw, segundo classificação de Köppen, caracterizado por tropical com uma estação seca. O solo foi classificado como Argissolo Amarelo distrófico (EMBRAPA, 2013). A lavoura foi implantada em janeiro de 2012, com o plantio da cultura da seringueira, com espaçamento 3 x 3m. Após três meses, foi realizado o plantio do café conilon, com espaçamento de 3 x 1m, mantendo-se 4 hastes por plantas. Demarcou-se, com o auxílio de uma trena, uma malha quadrangular de 24 x 63 m (1.512 m 2 ) com 60 pontos (Figura 1). Em cada ponto amostral, foram coletadas quatro subamostras de solo na projeção da copa do cafeeiro em cada um dos pontos cardeais, formando uma amostra composta, na profundidade de 0-0,20m, para obtenção de dados referentes à fertilidade do solo (alumínio, acidez potencial, matéria orgânica e ph do solo) de acordo com Embrapa, (1997). As análises de solo foram realizadas no Laboratório Agronômico de Análise de Solo, Folha e Água (LAGRO) do Centro Universitário Norte do Espírito Santo da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Figura 1. Modelo de elevação digital da área estudada. Os resultados foram submetidos à análise geoestatística, com o objetivo de se definir o modelo de variabilidade espacial dos atributos do solo envolvidos nesse estudo, obtendo-se, assim, os semivariogramas, e posteriormente, o mapeamento de cada atributo químico estudado. A análise da dependência espacial foi feita pela geoestatística, com auxílio do programa computacional GS + Versão 7 (GAMMA DESIGN SOFTWARE, 2004), que realiza os cálculos das semivariâncias amostrais, cuja expressão pode ser encontrada em Vieira et al., (1983): nh () 2 i [( zx h) zx ()] i i 1 (1) () h 2() nh em que: n(h) número de pares amostrais [z(x i); z(x i + h)] separados pelo vetor h, sendo z(x i) e z(x i + h), valores numéricos observados do atributo analisado, para os pontos x i e x i + h separados pelo vetor h. Em caso de dúvida entre mais de um modelo para o mesmo semivariograma, considerou-se o maior valor do coeficiente de correlação obtido pelo método de validação cruzada (AMADO et al., 2007). Foi calculado o índice de dependência espacial (IDE), que é a proporção em percentagem do efeito pepita (C o) em relação ao patamar (C o+c), dada pela equação 2: Co IDE 100 (2) Co C Classificou-se o Índice de Dependência Espacial (IDE), de acordo com Cambardella et al. (1994): (a) IDE forte < 25%; (b) IDE moderado de 25 a 75% e (c) IDE fraco > 75%. IV Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias SGeA ISSN:

3 Resultados e Discussão Os resultados referentes à análise geoestatística para os atributos químicos em estudo estão apresentados na Tabela 1. Verificou-se estrutura de dependência espacial para todos os atributos do solo relacionado à acidez, é expressa por meio dos ajustes aos modelos de semivariogramas (Figura 2, Tabela 1). O modelo que melhor ajustou-se aos dados dos atributos químicos alumínio, acidez potencial, matéria orgânica e ph foi o esférico, resultados semelhantes foram obtidos por Marques Júnior et al., (2008) para MO, por Oliveira et al., (2009) para MO e ph e por Gomes et al., (2008) para Al e ph. Todos os atributos químicos em estudo apresentaram o coeficiente de determinação acima de 0,821, ou seja, 82,1% da variabilidade existente nos valores da semivariância estimada são explicadas pelos modelos ajustados. Tabela 1. Parâmetros estimados dos semivariogramas experimentais para os atributos do solo relacionados à acidez em uma lavoura de café consorciada com seringueira cultivada no município de Nova Venécia, ES. Atributo IDE R 2 CRCV A Modelo Químico % m Al 73,56 82,1 1,4 14,14 Esférico CTC 63,06 93,9 65,2 25,63 Esférico MO 0,04 98,1 64,6 8,34 Esférico ph 68,42 94,8 74,7 16,29 Esférico IDE índice de dependência espacial; R 2 coeficiente de determinação; CRCV coeficiente de regressão de validação cruzada; SQR soma de quadrado de resíduo. Semivariância (cmolc dm -3 ) 2 Semivariância 2 Semivariância (cmolc dm -3 ) 2 (A) (B) (C) (D) Semivariância (dag dm -3 ) 2 Distância (m) Figura 2. Modelos de semivariogramas ajustados para alumínio (A), acidez potencial (B), matéria orgânica (C) e ph do solo (D). Com base na classificação de Cambardella et al., (1994) verifica-se, na Tabela 1, que todos os atributos químicos em estudo possuem indice de dependência espacial moderada, com exceção da MO que apresentou IDE forte; resultados semelhantes foram encontrados por Machado et al., (2007) para a MO e H+Al, por Santos et al., (2013) para H+Al e por Souza et al., (2008) para o ph. Assim, quanto menor a razão do efeito pepita em relação ao patamar do semivariograma, maior será a dependência espacial apresentada pelas propriedades químicas, desse modo proporcionando melhor estimativa pela técnica da krigagem para locais não amostrados. Com isso, verifica-se maior continuidade do fenômeno, menor variância da estimativa e maior confiança no valor estimado (LIMA et al., 2006; LIMA et al., 2010). Os parâmetros do modelo ajustado ao semivariograma, utilizando o processo de krigagem, foram estimados os valores de alumínio, acidez potencial, matéria orgânica e ph na lavoura de café consorciado com a seringueira. A partir dos valores estimados cronstruiram-se os mapas de isolinhas apresentado na Figura 3. Verifica-se que os maiores teores de matéria orgânica e elevado ph estão localizados nas regiões centro-sul e centro-oeste da lavoura em estudo, o inverso é observado para os teores de alumino e a acidez potencial. Portanto nota-se que a variabilidade espacial dos atributos estudados é influenciada pelas práticas de fertilização e preparo do solo. IV Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias SGeA ISSN:

4 cmol c dm -3 (A) cmolc dm-3 (B) dag dm -3 (C) (D) Figura 3. Mapas isolinhas dos atributos do solo: alumínio (A), acidez potencial (B), matéria orgânica (C) e ph (D), em metros. Conclusão Verifica-se estrutura de dependência espacial para todos os atributos estudados, com índice de dependência espacial forte e moderado. O conhecimento da variabilidade espacial dos atributos químicos do solo pode ser usado para o desenvolvimento de estratégias de manejo de aplicação de insumos agrícolas. Referências AMADO, T. J. C.; PONTELLI, C. B.; SANTI, A. L.; VIANA, J. H. M.; SULZBACH, L. A. de S. Variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas sob sistema de plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 42, n. 8, p , AYRES, E. C. B.; RIBEIRO, A. E. M. Inovações agroecológicas no Nordeste de Minas Gerais: o caso dos sistemas agroflorestais na agricultura familiar do alto Jequitinhonha. Organizações Rurais & Agroindustriais, Lavras, v. 12, n. 3, p , BURGESS, T.M.; WEBSTER, R. Optimal interpolation and isarithmic mapping of soil properties I- The semivariogram and punctual kriging. Journal of Soil Science, Madison, v. 31, n. 2, p , CAMBARDELLA, C. A.; MOORMAN, T.B.; NOVAK, J.M.; PARKIN, T.B.; KARLEN, D.L.; TURCO, R.F. & KONOPKA, A.E. Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.58, p , CAVALCANTE, E. G. S.; ALVES, M. C.; SOUZA, Z. M.; PEREIRA, G. T. Variabilidade espacial de atributos químicos do solo sob diferentes usos e manejos. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 31, p , EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3.ed. rev. ampl. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, p. EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Manual de métodos de análise de solo. 2. ed. Rio de Janeiro, p. IV Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias SGeA ISSN:

5 GAMMA DESIGN SOFTWARE. Geoestatistics for the environmental sciences. Version 7.0. Michigan, CD- ROM. GOMES, J. B. V.; BOLFE, E. L.; CURI, N.; FONTES, H. R.; BARRETO, A. C.; VIANA, R. D. Variabilidade espacial de atributos de solos em unidades de manejo em área piloto de produção integrada de coco. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 32, p , GONTIJO, I.; DIAS JUNIOR, M. S.; GUIMARÃES, P. T. G.; OLIVEIRA, M. S.; AJAYI, A. E. Spatial patterns of preconsolidation pressure and soil moisture along transects in two directions under coffee. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.35, n.4, p , LIMA, J. S. S.; SILVA, J. T. O.; OLIVEIRA, R. B.; ALMEIDA, V. S.; VANZO, F. L. Estudo viabilidade de métodos geoestatísticos na mensuração da variabilidade espacial da dureza da madeira de Paraju (Manilkara sp.). Revista Árvore, Viçosa, v. 30, n. 4, p , jul./ago LIMA, J. S. S.; SOUZA, G. S.; SILVA, S. A. Amostragem e variabilidade espacial de atributos químicos do solo em área de vegetação natural em regeneração. Revista Árvore, Viçosa, v. 34, n. 1, p , jan./fev MACEDO, R.L.G. Conservação e utilização sustentável da biodiversidade tropical através de sistemas agroflorestais. In: ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDOS SOBRE O MEIO AMBIENTE, 4, Cuiabá, Anais... Cuiabá, UFMT, MARQUES JÚNIOR, J.; SOUZA, Z. M.; PEREIRA, G. T.; BARBIEI, D. M. Variabilidade espacial de matéria orgânica, P, K e CTC de um Latossolo cultivado com cana-de-açúcar por longo período. Revista de Biologia e Ciências da Terra, Campina Grande, v. 8, n. 1, p , MACHADO, L. O.; LANA, Â. M. Q.; LANA, R. M. Q.; GUIMARÃES, E. C.; FERREIRA, C. V. Variabilidade espacial de atributos químicos do solo em áreas sob sistema plantio convencional. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 31, p , OLIVEIRA, P. C. G.; FARIAS, P. R. S.; LIMA, H. V.; FERNANDES, A. R.; OLIVEIRA, F. A.; PITA, J. D. Variabilidade espacial de propriedades químicas do solo e da produtividade de citros na Amazônia Oriental. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 13, n. 6, p , SANTOS, E. O. J.; GONTIJO, I.; SILVA, M. B. Planejamento amostral de propriedades químicas do solo em lavoura de café conilon. Coffee Science, Lavras, v. 8, n. 4, p , SILVA, F. M.; SOUZA, Z. M.; FIGUEIREDO, C. A. P.; MARQUES JÚNIOR, J.; MACHADO, R. V. Variabilidade espacial de atributos químicos e de produtividade na cultura do café. Ciência Rural, Santa Maria, v.37, n.2, p.401-7, SOUZA, G. S.; LIMA, J. S. S.; SILVA, S. A.; OLIVEIRA, R. B. Variabilidade espacial de atributos químicos em um Argissolo sob pastagem. Acta Scienci Agronomy, Maringá, v. 30, n. 4, p , VIEIRA, S. R.; HATFIELD, J. L.; NIELSEN, D. R.; BIGGAR, J. W. Geostatistical theory and application to variability of some agronomical properties. Hilgardia, Berkeley, v. 51, n. 3, p. 1-75, IV Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias SGeA ISSN: