UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA UFU INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS ICIAG CURSO DE AGRONOMIA

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1 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA UFU INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS ICIAG CURSO DE AGRONOMIA VARIABILIDADE ESPACIAL DE ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO EM UMA PEDOSSEQUÊNCIA EM SOLO DO CERRADO. JOÃO GUILHERME PANE DA SILVA RAMOS UBERLÂNDIA MINAS GERAIS BRASIL 2015

2 2 JOÃO GUILHERME PANE DA SILVA RAMOS VARIABILIDADE ESPACIAL DE ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO EM UMA PEDOSSEQUÊNCIA EM SOLO DO CERRADO. Trabalho de conclusão de curso do Curso de Agronomia da Universidade Federal de Uberlândia realizado sobre orientação do Prof.Dr. Beno Wendling. UBERLÂNDIA MINAS GERAIS BRASIL 2015

3 3 ÍNDICE 1.INTRODUÇÃO P MATERIAL E MÉTODOS P Coleta de solo... P Determinação da Umidade do solo... P Determinação da Textura... P Determinação da densidade... P Determinação da porosidade do solo (macroporosidade e microporosidade) P Geoestatística... P Estatística... P RESULTADOS E DISCUSSÕES P CONCLUSÕES P REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS P.16-17

4 4 1. Introdução A agricultura moderna, tem como objetivo principal o desenvolvimento sustentável, com uma produtividade econômica sem esgotar os recursos naturais. Para alcançarmos essa sustentabilidade devemos nos preocupar, além de outros fatores a manutenção e/ou melhoria na qualidade do solo, porém, a intensificação da exploração agrícola, junto com o manejo e uso inadequado do solo, vem causando modificações negativas nas propriedades físicas do solo (STONE & SILVEIRA, 2001) aumentando sua erosão e reduzindo a produtividade das culturas (SCHAEFER ET AL., 2001). As propriedades físicas do solo exercem uma importante função, senão a principal dentre as propriedades do solo (WARRICK & NIELSEN, 1980). Neste sentido, a variabilidade espacial de suas propriedades deve ser bem conhecida, visando minimizar os erros na amostragem e no manejo do solo. O solo apresenta heterogeneidade, tanto vertical como horizontal, imposta pela natureza dos fatores responsáveis pela sua formação. Vários estudos relatam que a variabilidade das propriedades físicas do solo apresenta correlação ou dependência espacial (REICHARDT, 1985; MACHADO, 1994; CARVALHO ET AL., 2002; CARVALHO ET AL., 2003). Portanto, a análise da variabilidade do solo por meio de técnicas da geoestatística, pode indicar alternativas de manejo, para reduzir os efeitos da variabilidade do solo sobre a produção das culturas (TRANGMAR ET AL., 1985). A umidade do solo tem a capacidade de controlar a aeração, a temperatura e a resistência mecânica do solo, atributos que são influenciados pela densidade do solo e a distribuição do tamanho de poros. Esses fatores físicos irão interagir e regular o tamanho e a função das raízes, com interferência no crescimento em qualidade e quantidade das plantas cultivadas (G.L. COLLARES ET AL., 2006). A textura é uma das principais características dos solos, dada a sua estreita relação com a retenção de água, a troca catiônica, a fixação de fósforo e as recomendações de calagem e adubações que são feitas com base em percentuais de argila, além de ser fundamental para caracterização de perfis de

5 5 solos usados em levantamentos e classificação de solos (LOPES & GUILHERME, 1992; EMBRAPA, 1997; RESENDE ET AL., 1999;). A textura tem uma variabilidade espacial grande e pequena variabilidade temporal, sem alterações quanto se considera curtos espaços de tempo, pois é inerente ao solo. A porosidade de aeração ocupa um destaque como uma das mais importantes propriedade quando falamos dodesempenho dos sistemas de manejo sobre a produtividade das culturas, tendo uma importância muito grande também no desenvolvimento de raízes (VOMOCIL & FLOCKER, 1966). Dentre os atributos do solo que irão interferir no manejo de irrigação e crescimento vegetal, podemos considerar a densidade do solo como o principal, com uma importancia em projetos de irrigação e drenagem. A densidade do solo é um atributo que é afetado pela estrutura do solo, grau de compactação, manejo e tipos de culturas (AMÉRICO, 1979) O objetivo deste trabalho foi mapear o comportamento espacial dos atributos avaliados (Umidade, Densidade, Porosidade e Textura) em uma pedossequência onde há uma variação da umidade pela transição de uma área de cultivo para uma área de vereda. 2. Material e métodos O experimento foi conduzido em uma fazenda na zona rural do município de Uberaba-MG, nas coordenadas 19 20' "S e 48 1' "W. O clima da região é classificado, segundo Köepen, como Aw, tropical de verão chuvoso e inverno seco. A área da fazenda é de transição entre uma parte utilizada para plantio convencional de milho e a outra parte que compreende uma Área de Preservação Permanente (APP) por ser uma vereda segundo Lei nº /2012 se caracteriza por apresentar uma transição do solo Latossolo Vermelho-Amarelo para um solo Hidromórfico Cinzento de acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 2013).

6 6 O grid de coleta foi realizado no dia 09 de Julho de 2015, foi fixada uma malha retangular com 84 pontos, em intervalos regulares de 5 metros de distância entre eles que cobriu uma área de 30 x 70 metros, totalizando uma área de m 2. Figura 1 - Grid de coleta 2.1. Coleta de solo Foram coletadas três amostras simples na camada de 0-20 em cada ponto, estas foram misturadas e homogenizadas e após isso, retiradas uma amostra composta de cada ponto, portanto tivemos 84 amostras compostas para análise. Destas amostras retiramos alíquotas para os testes de umidade e textura. Foram coletados também anéis volumétricos com volume interno conhecido em cada ponto totalizando portanto 84 anéis para as análises. A partir desses anéis determinamos a densidade e a porosidade do solo Determinação da Umidade do solo Para a determinação da umidade do solo foi retirada uma alíquota de solo da amostra no dia seguinte a coleta de solo, foi utilizado o método termogravimétrico de acordo com Embrapa (1997), que consiste em pesara a massa do solo na umidade de campo (Mu Massa úmida) e em seguida secá-

7 7 lo em estufa à uma temperatura de 105⁰C por 24 e pesar sua massa seca (Ms). A umidade é obtida através da seguinte equação : Em que: U= Umidade do solo (%) Mu= Massa úmida de solo (g) Ms=Massa de solo seco em estufa (g) Determinação da Textura A determinação da textura do solo foi obtida através do método da pipeta conforme Kilmer e Alexander (1949) e Embrapa (1997) em que foram retiradas amostras de 5,0g de solo de cada amostra, à essas amostras foram adicionados 50 ml de Hidróxido de sódio, após isso as amostras foram agitadas à uma rotação de 170 rpm por 12 horas. Após a agitação as amostras foram lavadas e separadas a areia grossa da areia fina e após a agitação e decantação retiramos amostras de silte e argila e apenas de silte, para a determinação do percentual das partículas do solo Determinação da densidade Para a determinação da densidade foi utilizado o método do anel volumétrico, conforme Embrapa (1997), os anéis coletados foram pesados, e levados para a estufa a 105⁰C por 48 horas, como o volume dos anéis são conhecidos a densidade do solo (g/cm -3 ) foi calculada pela diferença entre estes dois pesos Determinação da porosidade do solo (macroporosidade e microporosidade)

8 8 A determinação da porosidade tem como princípio determinar o volume de poros do solo ocupados por água ou ar. Os anéis volumétricos com as amostras foram saturados durante 24 horas, com elevação gradual de uma lâmina de água em uma bandeja, até que a atinja cerca de dois terços da altura do anel. Após saturadas as amostras foram pesadas e colocadas em uma panela de tensão, aplica-se uma pressão de 0,006 MPa (60 cm de coluna de água), quando o gotejamento foi cessado o anel foi pesado para determinação dos macroporos, e depois, levado para estufa a 105 C por 24 h para determinação dos microporos Geoestatística Os mapas foram gerados através de um semivariograma que só é possível com o conjunto de valores que obtivemos nas amostragens obtidas em campo. Os mapas dos padrões espaciais foram obtidos a partir do programa Surfer (GOLDEN SOFTWARE, 1995) Estatística Para relacionar os atributos analisados, foi utilizado um método estatístico chamado correlação simples de Pearson ou apenas correlação simples entre variáveis. Os cálculos foram feitos e os resultados obtidos através do programa Assistat (SILVA, 2002). 3. Resultados e Discussões Na figura 2 é apresentado o mapa da variação da umidade do solo (%), esse comportamento nos indica uma umidade do solo que obteve valores muito altos no terço superior do mapa, local onde a vereda está instalada, podemos perceber com esses dados a capacidade que esse solo tem de reter água.

9 9 Figura 2 - Variação espacial da umidade do solo (%) A figura 3, 4 e 5 apresentam a variação espacial da textura do solo, dividida em areia grossa(g Kg -1 ), areia fina(g Kg -1 ) e argila(g Kg -1 ) respectivamente, os mapas nos mostram um aumento na concentração de argila no terço inferior do mapa. Podemos observar também um comportamento bem semelhante entre areia fina e areia grossa, onde os niveis vao diminuindo a medida em que se caminha na pedossequência em direção a vereda.

10 10 Figura 3 - Variação espacial da Areia Grossa (g Kg-1). Figura 4 - Variação espacial da Areia Fina (g Kg-1).

11 11 Figura 5 - Variação espacial da Argila (g Kg-1). Na figura 6 temos a variação espacial da densidade global do solo (g cm - 3 ), esse mapa nos mostra que a densidade vai diminuindo a medida em que caminhamos na pedossequência em direção a vereda.

12 12 Figura 6 - Variação espacial da Densidade Global (g cm-3). Nos mapas apresentados nas figuras 7 e 8 é possível visualizar a variação espacial da porosidade do solo, dividida entre macroporos e microporos. A macroporosidade obteve níveis mais altos no terço inferior e superior do mapa, já a microporosidade obteve os níveis mais altos no terço superior do mapa, onde temos instalada a vereda.

13 13 Figura 7 - Variação espacial da macroporosidade (g g -1 ). Figura 8 - Variação espacial da microporosidade (g g-1).

14 14 Figura 9 - Correlação de Pearson para as diferentes variáveis A figura 9 apresenta a matriz de correlação entre os diferentes atributos avaliados, podemos observar com isso que para o atributo da umidade apenas a microporosidade do solo apresenta correlação positiva fraca à umidade, os outros atributos, excluindo a macroporosidade que não obteve correlação significativa, obtiveram correlação negativa à umidade, sendo a densidade com a correlação negativa mais forte e a areia grossa com a correlação negativa mais fraca. Para a densidade, observamos que a textura tem uma correlação positiva a esse atributo, podemos observar também que a correlação negativa mais alta é a com a microporosidade. Para a microporosidade podemos ver que apenas a umidade apresenta uma correlação positiva, para os outros atributos a microporosidade apresenta correlação negativa, sendo seu mais alto valor na correlação com a densidade. A areia grossa obteve correlação positiva com as outras partículas do solo (areia fina e argila) e com a densidade, sendo esse ultimo atributo o maior valor entre as positivas, já para a umidade e a microporosidade ela obteve uma correlação negativa sendo este ultimo atributo o maior valor entre as negativas. Para a areia fina observamos uma correlação igual a da areia grossa com correlações muito semelhantes inclusive nos valores. A argila obteve as correlações também iguais as da areia fina porém com valores das correlações negativas mais altos. Isso ocorre pois medida que caminhamos na pedossequência em direção a vereda, nos deparamos com um aumento da umidade e dos microporos e diminuição dos outros atributos estudados. Podemos fazer uma relação entre a densidade e a umidade, pois a medida que se aumenta a quantidade de água no solo, essa água ira ocupar

15 15 espaço do solo, fazendo com que uma menor massa de solo ocupe determinado volume, diminuindo assim a densidade. O comportamento da textura se deve ao aumento da umidade assim que percorremos a pedossequência e também devido a atividade microbiana e o aumento nos níveis de matéria orgânica, o que substitui as partículas de solo. O comportamento da microporosidade se deve ao aumento da umidade que tem uma estreita correlação entre eles (OLIVEIRA ET AL., 1971). 4. Conclusões Com os mapas de distribuição obtidos, podemos observar a transição dos atributos na pedossequência estudada, os mapas de umidade, densidade, porosidade e textura nos mostram a transição gradual entre a condição aeróbica (Latossolo Vermelho amarelo) e a condição de hidromorfismo (Hidromórfico Cinzento). Os atributos avaliados obtiveram correlações positivas e negativas entre si significativas com exceção da macroporosidade que não obteve correlação significativa com nenhum atributo avaliado.

16 16 Referências Bibliográficas AMÉRICO, J.L. Características Físicas e fator de erobilidade de quatro solos representativos do município de São Mamede Paraíba-Areia p. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - Universidade Federal da Paraíba UFPB, Areia/PB, Carvalho, J.R.P.; Silveira, P.M.; Vieira, S.R. Geoestatística na determinação da variabilidade espacial de características químicas do solo sob diferentes preparos. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.37, n.8, p , Carvalho, M.P.; Takeda, E.Y.; Freddi, O.S. Variabilidade espacial de atributos de um solo sob videira em Vitória Brasil (SP). Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.27, n.4, p , Collares, G.L; Reinert, D.J.; Reichert, J.M; Kaiser, D.R. Qualidade física do solo na produtividade da cultura do feijoeiro num Argissolo. Pesq. agropec. bras., Brasília, v.41, n.11, p , nov EMBRAPA EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Manual de métodos de análises de solo. Centro Nacional de Levantamento e Conservação do Solo. Rio de Janeiro: Embrapa Solos p. EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3. ed. rev. ampl. Brasília, DF: EMBRAPA Solos p. 353, GOLDEN SOFTWARE. Surfer for windows, Release Surface Mapping System, KILMER, V. J.; ALEXANDER, L. T. Methods of making mechanical analysis of soils. Soil Science, Baltimore, v. 68, n. 1, p , LOPES, A.S. & GUILHERME, L.R.G. Solos sob cerrado: manejo da fertilidade para a produção agropecuária. São Paulo, ANDA, p. Machado, R.V. Variabilidade espacial de atributos físicohídricos em uma hidrosseqüência de solos bem a muito mal drenados. Lavras: Escola Superior de Agricultura de Lavras, p. Dissertação Mestrado. Oliveira, L.B.; Melo, V. Correlação entre o equivalente de umidade e a microporosidade em solos do nordeste. I. Solos podzolizados. Brasília DF Pesq. agropec. bras.,.sr. Agron., 6: Reichardt, K. Processos de transferência no sistema soloplanta-atmosfera. Campinas, Fundação Cargill, p.

17 17 RESENDE, M.; CURI, N.; REZENDE, S.B. & CORRÊA, G.F. Pedologia: base para distinção de ambientes. Viçosa, MG, NEPUT, p. SILVA, F. de. S.; AZEVEDO, C. A. V. de. Versão do programa computacional ASSISTAT para o sistema operacional Windows. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.4, n.1, p.71-78, Stone, L.F.; Silveira, P.M. Efeitos do sistema de preparo e da rotação de culturas na porosidade e densidade do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.25, n.2, p , Schaefer, C.E.R.; Souza, C.M.; Vallejos, M.; Viana, J.H.M., Galvão, J.C.C.; Ribeiro, L.M. Características da porosidade de um Argissolo Vermelho-Amarelo submetido a diferentes sistemas de preparo de solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.25, n.3, p , Trangmar, B.B.; Yost, R.S.; Wade, M.K.; Uehara, G. Applications of geostatistics to spatial studies of soil properties. Advances in Agronomy, San Diego, v.38, n.1, p.45-94, Warrick, A.W.; Nielsen, D.R. Spatial variability of soil physical properties in the field. In:Hillel, D. (ed.). Applications of soil physics. New York: Academic Press, VOMOCIL, J.A. & FLOCKER, W.J. Effects of soil compaction on storage and movement of soil, air and water. Trans. Am. Soc. Agric. Eng., 4: , 1966.