Uso da Geoestatística no diagnóstico da acidez do solo sob cultivo do café conilon

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1 Uso da Geoestatística no diagnóstico da acidez do solo sob cultivo do café conilon Felipe Pianna Costa 1, Julião Soares de Souza Lima 2, Walas Permanhane Sturião 3, Rone Batista de Oliveira 4 e Abel Souza da Fonseca 5 1 Mestrando em Produção Vegetal,CCA/UFES,Alegre-ES, felipepianna@gmail.com 2 Professor Associado II, de Ciências Agrárias/UFES, Alegre-ES, CEP: 295-, limajss@yahoo.com.br 3 Mestrando em Produção Vegetal, Centro de Ciências Agrárias/UFES, Alegre-ES, agro_es@hotmail.com 4 Doutor em Energia na Agricultura, Unesp, Botucatu-SP, rbatista@fca.unesp.br 5 Graduando de Agronomia, Centro de Ciências Agrárias/UFES, Alegre-ES, abelufes@hotmail.com Resumo Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a variabilidade espacial de atributos químicos do solo e diagnosticar sua variação da acidez entre dois anos consecutivos em área cultivada com café conilon. Os dados foram coletados na profundidade de,2 m na projeção das copas das plantas, em uma malha com os pontos georreferenciados. Os atributos estudados foram o ph, acidez potencial e saturação de bases. Todos os atributos apresentaram dependência espacial com ajuste do modelo esférico aos dados experimentais com os alcances indicando o mesmo padrão de dependência espacial entre os atributos e anos estudados. Os mapas construídos por krigagem ordinária submetidos a álgebra de mapas possibilitou verificar que 74 % da área apresenta valores negativos para o ph, mostrando o aumento da acidez do solo em extensão no ano 2 em relação ao ano 1, o que é comprovado pelo aumento positivo de 85 % da acidez potencial e de 72 % negativo na saturação de bases na área. Palavras-chave: Variabilidade espacial; cafeicultura; fertilidade do solo. Geostatistics use in the diagnosis of soil acidity in conilon coffee crop Abstract - This work was realized to study the spatial variability of soil chemical attributes and diagnosis the variation of acidity in two consecutive years in coffee crop. Data were collected from under the projection of the plant canopy s to the depth of -.2 m, in a grid georreferenced points. The chemical attributes evaluated was ph, potential soil acidity and base saturation. All attributes were spatial dependence with spherical model fit to experimental data with the ranges indicating the same spatial standard of dependence between attributes and years of that study. The maps was building by ordinary kriging using Map Algebra possible to verify that 74% of the area shows negative values for ph showing an increase of soil acidity in two years in length compared to a year, which is evidenced by the increased positive 85% of potential acidity and 72% negative in base saturation in the area. Key words: Spatial variability; coffee crop; soil fertility. Introdução A informação sobre a distribuição espacial dos atributos químicos do solo no campo auxilia nas práticas de manejo, podendo contribuir para minimizar os efeitos negativos ao meio ambiente, como tem mostrado inúmeros trabalhos a importância de se conhecer as variações das condições de solo como aspecto fundamental para desenvolver uma agricultura sustentável. A cultura do café conilon no Brasil expandiu-se em qualidade, quantidade e regularidade de oferta, inserindo-se no contexto da cafeicultura mundial como referência e destaque (OLIVEIRA, 27), sendo está espécie a mais cultivada em área no Espírito Santo, conferindo-lhe o titulo de maior produtor. Atualmente, o termo utilizado para descrever a busca do crescimento em eficiência através do gerenciamento localizado da agricultura chama-se Agricultura de Precisão (SHIRATSUCHI, 21). A aplicação de corretivos e fertilizantes a taxas variadas está relacionada com os conceitos desta nova agricultura, que define a aplicação localizada segundo a variabilidade espacial de atributos de solos e os relativos às plantas. Para entender melhor a fertilidade do solo, torna-se necessário a utilização de procedimentos que propiciem a sistematização e a quantificação das alterações, cuja finalidade seria uma melhor avaliação do seu estado, a fim de utilizar posteriormente medidas mais eficazes para reverter tal situação. Segundo II Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias ISSN:

2 Sousa e Lobato (24), a acidificação do solo inicia-se ou acentua-se, devido à remoção de bases e, também, à ação de cultivos e a adubações que, dependendo da forma de condução, podem levar a aumentos significativos dos níveis da sua acidez. Neste contexto, este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a variabilidade espacial de atributos químicos do solo com o intuito de diagnosticar a variação da acidez em extensão de área cultivada com café conilon. Material e Métodos O experimento foi conduzido em uma área cultivada com café conilon, localizada no município de Cachoeiro de Itapemirim-ES, com os pontos de amostragem de solo na profundidade de, -,2 m na projeção da copa das plantas. Sendo eles georreferenciados no terço médio de uma encosta com forma convexa, gerando uma grade irregular de aproximadamente 1. m 2, totalizando 19 pontos amostrais. Cada ponto amostral foi retirado de uma área de 13,5 m 2 abrangendo cinco plantas no sentido da linha de plantio. Os atributos químicos avaliados por dois anos consecutivos foram: ph em H 2 O, acidez potencial (H + Al) e saturação de bases (V%). Os valores encontrados passaram por uma análise exploratória e descritiva determinando as medidas de posição e dispersão, bem como o teste Shapiro-Wilk s (p <,5) para testar a normalidade dos dados. No segundo momento foi feita a análise geoestatística, com pressuposição da hipótese da estacionaridade intríseca, que segundo David (1977) é a mais freqüente considerada, a partir do ajuste de modelos teóricos aos semivariogramas experimentais, de acordo com a equação 1: N h 1 2 h Z x Z x h i i (1) 2N h i 1 em que: N(h) é o número de pares amostrais [z(xi); z(xi + h)] separados pelo vetor h, sendo z(xi) e z(xi + h) os valores numéricos observados do atributo analisado, para dois pontos xi e xi + h separados pelo vetor h. Na seleção dos modelos dos semivariogramas foram considerados os valores de R 2 (coeficiente de determinação), SQR (soma dos quadrados dos resíduos) e o método da validação cruzada. O modelo do semivariograma e seus parâmetros (efeito pepita, alcance e patamar) foram usados na técnica de interpolação krigagem ordinaria, que permitiu analisar espacialmente o comportamento dos atributos do solo, obtendo-se como produto, o mapeamento da distribuição espacial de seus valores. Com o uso de um SIG (Sistema de Informação Geográfica), confeccionou-se mapas da distribuição espacial visando estudar as regiões de ganho e perdas individuais dos atributos em relação a acidez do solo na área, utilizando álgebra de mapas, fazendo operação do mapa do ano 2 (MP2) menos o mapa do ano 1 (MP1) do referente atributo e dividindo o resultado pelo mapa do ano 1 (MP1), conforme a seguinte equação [(MP2-MP1)/(MP1)]*1. Resultados e Discussão Os resultados da estatística descritiva para os atributos de solo estudados são apresentados na Tabela 1. para os anos estudados (Ano 1) 1 e (Ano 2) 2. Analisando a Tabela 1. verifica-se que os valores médios encontrados para o ph indica um solo ácido para a cultura do café (ph < 5,), conforme Dadalto et al. (21). Existem várias hipóteses para este valor mais baixo do ph, dentre elas, segundo Pavan (1992), a utilização de adubos nitrogenados, aqueles contendo N na forma amoniacal ou amídica (sulfato de amônio, nitrato de amônio e/ou uréia), que geram H+ ao serem nitrificados no solo. A acidez do solo aumentou no ano 2 em relação ao ano 1 como pode ser visto pelo aumento do (H+Al) e, consequentemente, da redução da (V%). Este fato ocorreu possivelmente por uma maior participação do (H+Al) no complexo de troca no ano 2 em relação ao ano 1. A semelhança entre as medidas de posição (média e mediana) sugerem um possível ajuste dos dados à distribuição normal, o que foi confirmado pelo teste de Shapiro-Wilk s (W) a 5% de probabilidade para o H+Al (ano 1) e V% (ano 1). II Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias ISSN:

3 Tabela 1. Estatística descritiva dos atributos analisados na profundidade de,-,2 m Coeficientes Testes Atributos Média Md. Mín. Máx. s CV C k C s W ph 1 4,6 4,5 3,7 6,4,6 13,,3,8 * ph 2 4,5 4,4 3,6 6,1,4 9,6 3,3 1,4 * H+Al 1 4,6 4,6 1,7 8,7 1,5 31,3 -,3,2 ** H+Al 2 6, 6,1,6 8,8 1,3 21,1 3, -1,1 * V 1 41,5 4,3 4,9 79,8 13,4 32,5,7,5 ** V 2 36,7 36,1 12,5 89,6 12,2 33,2 3,4 1,3 * ph em H 2O, H+Al (cmol cdm -3 ) e V ; s desvio padrão; CV coeficiente de variação ; C k coeficiente de curtose; C s coeficiente de assimetria; * distribuição não normal pelo teste Shapiro- Wilks a 5% de probabilidade, ** distribuição normal pelo teste Shapiro-Wilks a 5% de probabilidade. Os coeficientes de variação para o ph se encontra médio (1% a 2%) e baixo (<1%) no ano 1 e ano 2, respectivamente, conforme classificação sugerida por Pimentel-Gomes (1984). Isto ocorre, pois segundo Davis et al., (1995), o ph é calculado em escala logaritmica, o que leva a pequena variação. Os demais atributos, apresentam coeficientes de variação altos (>2%). Silva (27), estudando a variabilidade espacial de atributos químicos na cultura do café, também encontrou valor de CV baixo para o ph e altos para os outros atributos do solo. Paz-Gonzalez et al., (21) afirmam que, quando satisfeita a normalidade dos dados, a estimativa de valores em locais não medidos, utilizando-se o método da krigagem na interpolação, tem sua eficiência aumentada, apresentando melhores resultados em relação a outros métodos. Os resultados mostraram que os mapas da distribuição espacial das perdas dos atributos H+Al e V do ano 1 em relação ao ano 2 (Figura 1) apresentam-se mais suavizados do que o do ph e também com um menor numero de ilhas de isovalores olhos de boi, representadas por a concentração de curvas anômalas no entorno de um único ponto ou pequeno número de pontos, que são feições indesejadas porque não expressam a realidade da área estudada. Na análise geoestatística os atributos apresentam dependência espacial, com o ajuste do modelo esférico para todos, pois este apresentou melhores parâmetros no ajuste do semivariograma. Considerando os alcances de dependência espacial dos atributos nos diferentes anos, podemos afirmar que eles apresentam um mesmo padrão de distribuição espacial na área. No ano 1 o alcance variou de 9,2 a 9,5 m e no ano 2 de 8 a 8,8 m. Tabela 2. Parâmetros dos semivariogramas ajustados a IDE R 2 Atributo Modelo (m) C C +C ph 1 ESF 9,5,8, ph 2 ESF 8,,1, H+Al 1 ESF 9,5,3 1, H+Al 2 ESF 8,8,13 1, V 1 ESF 9,2 13,2 167, V 2 ESF 8,1 4,7 118, ESF - modelo esférico; a alcance (m); C efeito pepita; C + C patamar; IDE índice de dependência espacial [C/(C + C)] e R 2 coeficiente de determinação do modelo do semivariograma. Constada a dependência espacial construiu-se os mapas temáticos utilizando a krigagem ordinária e, posteriormente, calculou-se por álgebra de mapas a distribuição espacial de perdas e ganhos para um mesmo atributo entre os dois anos de estudo (Figura 1). Para a melhor compreenção dos resultados, quantificou-se a porcentagem de área com valores positivos e negativos, contidos na Figura 1, cujos resultados encontram-se na Tabela 3. II Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias ISSN:

4 (a) (b) (c) Figura 1. Mapas da distribuição espacial das perdas dos atributos ph (a), H+Al (b) e V (c) do ano 1 em relação ao ano 2. Tabela 3. Porcentagem de áreas positivas e negativas no diagnóstico dos atributos químicos de solo Área com valores positivos Área com valores negativos Atributos % % ph H+Al V Na Figura 1, analisando o ph verifica-se que 74 % da área apresenta valores negativos, mostrando o aumento da acidez do solo em extensão no ano 2 em relação ao ano 1, o que é comprovado pelo aumento positivo de 85 % do (H+Al) e de 72 % negativo na (V%) na área. Sabe-se que existe uma correlação direta entre esses atributos, o que foi melhor interpretado com a utilização da análise espacial. Conclusão Todos os atributos químicos do solo apresentam dependência espacial, o que possibilitou gerar mapas para determinar o aumento da acidez em extensão de área. Agradecimentos A FAPES pelo apoio e incentivo financeiro a pesquisa. Referências DADALTO, G. G.; FULLIN, E. A. Manual de recomendação de calagem e adubação para o estado do Espírito Santo: 4ª aproximação. Vitória, ES: SEEA/INCAPER, 21, 266 p. DAVID, M. Geostatistical ore reserve e stimation. Amsterdam: Elsevier, p. DAVIS, J. G.; HOSSNER, L. R.; WILDING, L. P.; MANU, A. Variability of soil chemical properties in two sandy dunal soils of Niger. Soil Sci., v.159, p , II Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias ISSN:

5 OLIVEIRA, R. B. 27. Mapeamento e correlação de atributos do solo e de plantas café conilon para fins de agricultura de precisão f. (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre-ES. PAVAN, M.A. Manejo da calagem em pomares estabelecidos de macieira. Pesq. agropec. bras., v. 27, p PAZ-GONZALEZ, A.; CASTRO, M. T.; VIEIRA, S. R. Geostatistical analysis of heavy metals in a onehectare plot under natural vegetation in a serpentine area. Canadian Journal of Soil Science, Ottawa, v. 81, p , 21. PIMENTEL-GOMES, F. A estatística moderna na pesquisa agropecuária. Piracicaba: POTAFOS - Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, p. SILVA, F.M.; SOUZA, Z.M.; FIGUEIREDO, C.A.P.; MACHADO, R.V. Variabilidade espacial de atributos químicos e de produtividade na cultura do café. Ciência Rural, Santa Maria, v.37, n.2, p.41-47, 27. SHIRATSUCHI, L. S. Mapeamento da variabilidade espacial da plantas daninhas com a utilização das ferramentas da agricultura de precisão f. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - ESALQ, Piracicaba. SOUSA, D.M.; LOBATO, E. Cerrado: Correção do solo e adubação. 2.ed. Brasília, Embrapa Informação Tecnológica, p. II Simpósio de Geoestatística em Ciências Agrárias ISSN: