MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE PRECISÃO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE PRECISÃO TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Daniel Hoerbe Santa Maria, RS, Brasil 2009

2 MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE PRECISÃO por Daniel Hoerbe Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Agronomia, Área de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Agrônomo. Orientador: Reges Durigon Santa Maria, RS, Brasil 2009

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4 DEDICATÓRIA Aos meus pais, Jussara e Fernando Hoerbe pela minha formação até os dias de hoje, pelo incentivo, pela compreensão e pela confiança em mim depositada.

5 AGRADECIMENTOS Primeiramente, agradeço a Deus por ter me dado a oportunidade de estar no mundo, pelas dádivas concedidas e pela força de poder lutar pelos objetivos. Aos meus pais, Jussara e Fernando Hoerbe, e à minha família, agradeço todo o amor, carinho, compreensão, respeito e educação que me ensinaram. A minha namorada Renata Dickow pela paciência, carinho, amor, companheirismo e compreensão nos momentos em que mais precisei. Ao grande profissional e amigo professor Dr. Reges Durigon pela paciência e orientação durante a realização do trabalho de conclusão de curso (TCC). Uma pessoa a ser seguida pela ética, pelo conhecimento técnico e respeito ao próximo. Agradeço também a Universidade Federal de Santa Maria pelo conhecimento adquirido nestes anos de estudos. E a todos aqueles que não foram lembrados, mas que direta ou indiretamente contribuíram para a realização do TCC e do curso de agronomia, os meus sinceros agradecimentos.

6 RESUMO Trabalho de Conclusão de Curso Curso de Graduação em Agronomia Universidade Federal de Santa Maria MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE PRECISÃO Autor: Daniel Hoerbe Orientador: Reges Durigon Data: Santa Maria, 9 de novembro de 2009 A obtenção de alto rendimento de grãos de arroz irrigado depende de vários fatores, entre eles destaca-se a adubação. Enquanto que na adubação tradicional a variabilidade dos atributos químicos de solos não é considerada, na agricultura de precisão este fator é considerado. O presente trabalho objetivou confirmar e identificar a presença de variabilidade espacial de atributos químicos do solo mesmo em áreas consideradas homogêneas pelo produtor; fazer a recomendação e a adubação em zonas de manejos conforme as variações químicas existentes no solo; utilizar algumas etapas da agricultura de precisão com os equipamentos, implementos e produtos existentes na propriedade; comparar os custos da adubação tradicional com a adubação por zonas de manejo. Dessa forma, realizou-se um experimento em uma lavoura comercial de arroz irrigado utilizando-se técnicas da agricultura de precisão. A metodologia utilizada baseou-se na elaboração de mapas de atributos químicos do solo visando à aplicação a taxa variável da adubação e também a colheita em vários pontos da gleba para desenvolvimento do mapa de produtividade. Os resultados mostraram que existiu variabilidade química no solo e também na produtividade, sendo possível a realização da adubação de precisão com maquinários existentes na propriedade sem, necessariamente, a aquisição de máquinas de grandes custos. Palavras-chave: Arroz irrigado, agricultura de precisão, variabilidade espacial

7 ABSTRACT Course Conclusion Work Graduation Course of Agronomy Federal University of Santa Maria MANAGEMENT OF CULTURE OF RICE USING TECHNOLOGY FOR PRECISION AGRICULTURE Author: Daniel Hoerbe Advisor: Reges Durigon Date: Santa Maria, 9 th november 2009 Achieving high yield of rice depends on several factors, among them stands out fertilization. While in traditional fertilization variability of chemical attributes of soil is not considered in precision agriculture, this factor is considered. This study aimed to confirm and identify the presence of spatial variability of soil chemical properties even in areas considered to be homogeneous by the producer, make the recommendation and fertilization managements in areas as chemical changes in the soil, use some stages of precision farming with equipment, implements and products in the property, compare the costs of traditional fertilization fertilization by zone management. Thus, there was an experiment in a commercial farming of rice using techniques of precision agriculture. The methodology used was based on mapping of soil chemical properties in order to apply variable rate fertilizer and also harvest in various parts of the estate for the development of yield mapping. The results showed that there was variability in soil chemistry and also in productivity, is possible to perform the fertilization of precision without necessarily the acquisition of machinery, major costs. Key words: irrigaded rice, precision agriculture, spatial variability

8 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 Ciclo da AP...19 FIGURA 2 Mapa do Estado do Rio Grande do Sul com a localização do município de Cachoeira do Sul...28 FIGURA 3 GPS de navegação da marca GARMIM Legend...30 FIGURA 4 Mapa do contorno da área do experimento FIGURA 5 Mapa da malha de amostragem com os pontos georreferenciados para coleta de amostras de solos...31 FIGURA 6 Mapa de P, utilizado para determinação das zonas de manejos FIGURA 7 Balizas delimitando as zonas de manejos FIGURA 8 Mapa com as diferentes zonas de manejo...34 FIGURA 9 Amostras colhidas...40 FIGURA 10 Debulha manual das amostras de arroz...40 FIGURA 11 Tratores com semeadoras pendulares...41 FIGURA 12 Mapa com estimativa de produtividade de arroz irrigado...44 FIGURA 13 Produtividade média de arroz obtida no município de Cachoeira do Sul RS (fonte IRGA), no experimento e a diferença entre elas...46 FIGURA 14 Mapa de matéria orgânica...49 FIGURA 15 Mapa da população de plantas por metro quadrado...50

9 LISTA DE TABELAS TABELA 1 - Quantidade de adubo e de nutrientes em cada zona de manejo TABELA 2 - Coeficiente de Variação (CV) encontrado na estimativa de produtividade de arroz irrigado...45 TABELA 3 - Estimativa de produtividade de arroz irrigado em cada ponto da malha de amostragem e média do experimento...45 TABELA 4 - Correlação entre atributos químicos do solo e a estimativa de produtividade de arroz irrigado...47 TABELA 5 - Plantas por metro quadrado e estimativa de produtividade em cada ponto amostral...51 TABELA 6 - Custo da adubação a taxa fixa...52 TABELA 7 - Custo da adubação por zonas de manejos...53 TABELA 8 - Custos da aplicação de calcário a taxa fixa...54 TABELA 9 - Custos da aplicação de calcário por zonas de manejos...54

10 LISTA DE APÊNDICES APÊNDICE 1 - Características agronômicas do IRGA 422CL...62 APÊNDICE 2 - Recomendação de adubação e calagem para valores médios dos pontos da análise da agricultura de precisão...63 APÊNDICE 3 - Análises de solos...64

11 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Caracterização do problema Justificativa Objetivos Hipótese REVISÃO DE LITERATURA Variabilidade espacial de atributos de solo Agricultura de precisão (AP) Ciclo da AP Benefícios da AP Dificuldades da AP Equipamentos utilizados em AP População de plantas Mapas de produtividade Técnicas geoestatísticas utilizadas em agricultura de precisão Correlações entre atributos de solo e produtividade Zonas de manejos Aplicação de insumos a taxa variável MATERIAL E MÉTODOS Localização da área experimental Mapeamento da área e georreferenciamento das amostras Determinação de atributos químicos do solo Determinação da zona de manejo Manejo da cultura do arroz...34

12 3.5.1 Sistema de cultivo e preparo do solo Característica e escolha da cultivar Dessecações Época de semeadura Densidade de semeadura e população de plantas Adubação de base Controle de plantas daninhas Adubação de cobertura Irrigação Amostragem de plantas de arroz para estimativa da produtividade da cultura Aplicação de insumos por zonas de manejos Elaboração e correlação de modelos digitais Determinação da diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e por zonas de manejos Diferença de custo entre a aplicação de calcário a taxa fixa e por zonas de manejos RESULTADOS E DISCUSSÃO Estimativa de produtividade de arroz irrigado Correlações entre atributos químicos do solo e estimativa de produtividade de arroz irrigado Correlações entre plantas por metro quadrado e estimativa de produtividade de arroz irrigado Diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e a por zonas de manejos... 52

13 4.5 Aplicação de calcário com taxa fixa e por zonas de manejo Verificação da viabilidade da agricultura de precisão com os equipamentos existentes na propriedade CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APÊNDICE...62

14 13 1 INTRODUÇÃO 1.1 Caracterização do problema Na agricultura tradicional a adubação, assim como os demais tratos culturais são feitos em grandes áreas que são consideradas homogêneas, sendo que no caso da análise de solos são feitas várias coletas e posteriormente misturadas, ou seja, faz-se uma recomendação média. Com isso, existem partes da lavoura que recebem uma adubação inferior, outras superiores e algumas recebem a quantidade recomendada pela pesquisa. Neste sistema não se leva em consideração a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo. O manejo localizado, também conhecido genericamente como agricultura de precisão é um manejo de solo-planta-atmosfera, baseado em princípios de gerenciamento agrícola de informações sobre variabilidade espacial e temporal dos fatores de produção e da própria produtividade (DURIGON, 2007). Esta técnica denominada como agricultura de precisão visa aumentar a eficiência do manejo da lavoura, permitindo a identificação da variabilidade bem como o seu manejo específico. Baseia-se na utilização de máquinas, e equipamentos especiais como o GPS (Global Positioning System). As principais vantagens da agricultura de precisão são: a uniformização da fertilidade da gleba após algumas safras, o uso racional e de forma mais bem distribuída dos insumos químicos utilizados na lavoura, além de ajudar na conservação do meio ambiente. Sabe-se que tanto a deficiência como o excesso de nutrientes em uma lavoura são prejudiciais, por exemplo: a deficiência de potássio (K) em uma lavoura de arroz pode causar redução de produtividade, assim como o excesso de nitrogênio (N) que além de tornar a planta mais susceptível à doenças, pode provocar acamamento o que dificulta a colheita mecânica e conseqüentemente causa uma redução na produtividade e até mesmo na qualidade do grão colhido. Os Sistemas de Informações Geográficas (SIG), utilizados para confeccionar cartas e mapas, auxiliam a representação espacial de distribuição dos dados adquiridos e registrados, sob a forma de um sistema de coordenadas. Diferentes

15 14 informações podem ser registradas e representadas, como produtividade da lavoura e os atributos do solo, produzindo-se diferentes mapas, os quais são úteis para o gerenciamento agrícola e ambiental, fornecendo importantes modelos agronômicos para tomada de decisão (DURIGON, 2007). Nestes sistemas são possíveis a elaboração de mapas, bem como a administração e a gestão de toda a empresa rural. 1.2 Justificativa Nota-se durante o desenvolvimento e a colheita da lavoura de arroz irrigado que partes da lavoura apresentam colorações, porte de plantas e produções diferentes, mesmo em áreas que apresentam médias de produção altas. Com isso, buscou-se através do uso de técnicas de agricultura de precisão, a identificação e a aplicação a taxa variável de fertilizantes, visando uma adubação mais equilibrada e mais precisa. Muitos técnicos e empresas associam a adubação de precisão a altos custos com elevados investimentos, principalmente em máquinas e equipamentos agrícolas. Dessa forma, buscou-se no trabalho a aplicação de técnicas de agricultura de precisão com os equipamentos e máquinas já existentes na propriedade. 1.3 Objetivos O trabalho teve como objetivos: - confirmar e identificar a presença de variabilidade espacial de atributos químicos do solo, mesmo em áreas consideradas homogêneas pelo produtor; - fazer a recomendação e a adubação de forma parcelada (zonas de manejos) conforme as variações químicas existentes no solo; - utilizar etapas da agricultura de precisão, como a adubação à taxa variável com os equipamentos e implementos e produtos existentes na propriedade;

16 15 manejos; - comparar os custos da adubação tradicional com a adubação por zonas de 1.4 Hipótese Existe variabilidade em atributos químicos do solo mesmo em áreas consideradas homogêneas pelo produtor.

17 16 2 REVISÃO DE LITERATURA A obtenção de alto rendimento de grãos de arroz irrigado depende de vários fatores, alguns dos quais se tem controle outros não. A interação desses vários fatores, que atuam no sistema produtivo como um todo, é que determinará o rendimento, a qualidade de grãos e o retorno econômico esperado. Entre os principais fatores destacam-se: a adequação do solo, a época de semeadura, manejo da adubação, controle precoce de plantas daninhas, manejo da irrigação e manejo de pragas e doenças (MENEZES, 2004). Na lavoura orizícola a adubação destaca-se como sendo um dos principais componentes no custo de produção. Na safra 2007/2008, o custo médio com adubação no Rio Grande do Sul, representou 8,38 % do custo total, sendo o terceiro custo variável, perdendo apenas para o custo de secagem (11,37%) e de combustíveis para preparo da lavoura (9,37%) (IRGA, 2008). Dessa forma, o impacto de uma adubação bem realizada está diretamente relacionado com a lucratividade e com o custo de produção. A adubação baseia-se na análise de solos, esta geralmente representa grandes áreas, as quais o produtor acredita ser homogêneas. No entanto, Durigon (2007) propõe que existe grande variabilidade em diversos atributos, tais como tipo de solo, características físicas, produtividade e necessidade de nutrientes. 2.1 Variabilidade espacial de atributos de solo A variabilidade do solo é conseqüência de complexas interações dos fatores e processos de sua formação. Além dos fatores e processos, práticas de manejo do solo e da cultura são causas adicionais de variabilidade. Áreas pedologicamente idênticas podem apresentar variabilidade distinta em atributos, quando submetidas às diferentes práticas de manejo. Da mesma forma, áreas pedologicamente diferentes, quando submetidas ao mesmo manejo, podem apresentar-se semelhantes em seus atributos. O manejo pode alterar atributos químicos, físicos,

18 17 mineralógicos e biológicos, com impacto principalmente nas camadas superficiais do solo (CORÁ et al, 1997). As lavouras, em geral, apresentam manchas com produtividades extremamente variadas (MOLIN, 2004). A solução utilizada pela maioria dos produtores é a de enfocar grandes áreas e entendê-las como homogêneas, levando ao conceito da necessidade média para a aplicação dos insumos (fertilizantes, defensivos, água, etc). Isto faz com que, por exemplo, a mesma formulação e/ou quantidade do fertilizante seja utilizada para toda a área, atendendo apenas as necessidades médias e não considerando, desta forma, as necessidades específicas de cada parte do campo. O mesmo acontece para os demais insumos, causando como resultado uma lavoura com produtividade não uniforme (CAPELLI, 1999). Tentativas de dividir a lavoura em parcelas e tratá-las de forma diferenciadas já foram propostas e testadas, mas apenas recentemente, com o desenvolvimento de tecnologias apropriadas, tem sido possível realizar este tipo de procedimento de forma mais simples e rápida (LAMPARELLI et al., 2001). 2.2 Agricultura de precisão (AP) A Agricultura de Precisão (AP) apresenta-se como uma excelente ferramenta para auxiliar o produtor rural na definição das melhores estratégias a serem adotadas para aumentar a eficiência do gerenciamento agrícola. A AP tem como principal conceito aplicar no local correto, no momento adequado, as quantidades de insumos necessários à produção agrícola, para áreas cada vez menores e mais homogêneas, tanto quanto a tecnologia e os custos envolvidos o permitam (DODERMANN & PING, 2004). Campo (2000) considera que agricultura de precisão é o conjunto de técnicas e procedimentos que permite conhecer, localizar geograficamente e delimitar áreas de diferentes produtividades, através do emprego da informática, programas específicos, sensores, controladores de máquinas e sistemas de posicionamento global (GPS).

19 18 A AP permite identificar a variabilidade existente na área e a partir disto investigar fatores limitantes (físicos, químicos e biológicos) e propor alternativas de manejo diferenciadas de acordo com a necessidade de cada área. Com base nesta variabilidade podem-se prescrever interferências de manejo visando corrigir aqueles atributos que estão comprometendo o rendimento, permitindo, assim, a elevação do potencial produtivo (DELLAMEA et al., 2007). A AP visa o gerenciamento mais detalhado do sistema de produção agrícola como um todo, não somente das aplicações dos insumos ou de mapeamentos diversos, mas de todos os processos envolvidos na produção e até mesmo o plantio mecanizado da cultura utilizando algum sistema de orientação via satélite (ANTUNIASSI et al., 2007). 2.3 Ciclo da AP A AP é constituída de um ciclo (Figura 1). Este se baseia na amostragem intensiva e georeferenciada do solo, geração de mapas com a distribuição espacial dos atributos químicos analisados, interpretação e prescrição localizada de insumos, aplicação à taxa variável de insumos, geração de mapas de rastreabilidade, acompanhamento da lavoura durante o ciclo das culturas, geração de mapas de produtividade, investigação das relações de causa e efeito, análise econômica e replanejamento das atividades de manejo visando à otimização dos recursos (AMADO et al., 2007).

20 19 Figura 1 - Ciclo da AP 2. 4 Benefícios da AP Em termos econômicos, a utilização da agricultura de precisão possibilita a priorização de investimentos em áreas onde o potencial de produção seja mais efetivo, garantindo maior retorno econômico. Do ponto de vista ambiental, a racionalização e a redução do uso de insumos devem ser analisadas como um dos principais benefícios da agricultura de precisão (ANTUNIASSI et al.,2007). Milani et al. (2006) relatam que o manejo localizado tendeu a apresentar produtividades mais homogêneas e superiores ao manejo uniforme. Tal aplicação, no entanto, requer acompanhamento e análise de mapas de produtividade, considerando um histórico de várias safras e de diferentes culturas para que sejam contempladas as variabilidades temporais e espaciais (BLACKMORE et al., 2003). A agricultura de precisão está tornando cada vez mais o produtor rural um empresário rural, por controlar cada vez mais a linha de produção (TSCHIEDEL & FERREIRA, 2002).

21 Dificuldades da AP Os mapas de produtividade são considerados como a alternativa mais completa para discriminar a variabilidade espacial das lavouras (MOLIN, 2002). No entanto, a geração de mapas de produtividade confiáveis exige cuidados operacionais e de tratamento dos dados. A coleta de dados de produtividade pela colhedora deve ser acompanhada de cuidados operacionais, uma vez que fatores como a largura efetiva de corte da plataforma, entrada e saída da lavoura, número de manobras e a limpeza do sensor de rendimento estão entre os mais importantes para a obtenção de dados confiáveis (AMADO et al., 2007). A colhedora deve possuir um sensor para registro da umidade dos grãos. A importância do registro de umidade dos grãos na qualidade dos mapas de produtividade foi anteriormente destacada por Pierce et al. (1997). Estes autores relataram que a cultura do milho, na mesma lavoura e no mesmo dia de colheita, apresentou variação de 10 a 15% no teor de umidade. Outra dificuldade da AP na geração de mapas confiáveis está no sensor utilizado. Os sensores acionados por impacto quando submetidos a grãos de culturas com alta abrasividade, como a do arroz irrigado, tem sua vida útil diminuída e mascaram o resultado de produtividade da lavoura. Trabalhos com sensores óticos estão em desenvolvimento para determinação da produtividade para culturas abrasivas onde o sensor por impacto não é confiável (DURIGON, comunicação pessoal). Segundo Molin (2004), a falta de definições de direção do mercado com relação ao nível tecnológico a se adotar e fragilidade em alguns parâmetros de recomendação, especialmente ligados à inconsistência da variabilidade espacial e temporal nas lavouras e baixas correlações entre possíveis causas e efeito, têm levado muitos empreendimentos a serem revistos ou mesmo encerrados. Ainda conforme o autor acima os monitores de produtividade, controladores de taxa variada, receptores de GPS, etc, em nosso meio têm um custo adicional por serem importados. Este tem sido um dos entraves da adoção dessas tecnologias, por se tratar de valores, por vezes irreais, em função da baixa escala de produção e de comercialização no país, bem como de custos agregados associados às longas

22 21 distâncias que, por sua vez, são associadas à instalação e assistência técnica desses equipamentos. Custo tem sido um dos grandes entraves e, em alguns dos segmentos, a falta de parâmetros para balizar o benefício, tem sido o outro limitador da adoção. 2.6 Equipamentos utilizados em AP Uma vez que o conceito de agricultura de precisão contempla o gerenciamento localizado ou em zonas distintas na gleba, segundo seus atributos, há a necessidade de técnicas para se efetuar a análise espacial dos atributos e as definições geográficas dessas zonas. A análise espacial é possível com a evolução e a popularização de técnicas de georreferenciamento, a exemplo dos Sistemas de Navegação Global por Satélites (SNGS), Sistemas de Informações Geográficas (SIG) e de coleta automática de dados georreferenciados com os monitores de produtividade (MOLIN, 2001). Segundo Tavares et al. (2002) os instrumentos utilizados na agricultura de precisão são:? GPS - Sistema de Posicionamento Global - é um sistema de navegação baseado em satélites que permite a identificação da posição de um objeto em um determinado espaço através de coordenadas.? Sensores: são os equipamentos necessários para a obtenção de dados em tempo real para gerar os mapas de produtividade. Dentre os principais, pode-se destacar: Sensores de Fluxo de massa com placa de impacto e potenciômetro; Sensores de fluxo de massa com placa de impacto com célula de carga; sensores de fluxo de massa volumétrico com luz infravermelha; e Sensor de fluxo de massa com fonte radioativa.? Receptor - sistema de antenas que recebe os sinais dos satélites do GPS e o sinal de correção, que servirão para localizar instantaneamente a colhedora.? Sensor de umidade - mede a umidade dos grãos que estão sendo colhidos naquele ponto.

23 22? Sensor de massa - mede a quantidade de grãos que estão sendo colhidos naquele ponto.? Processador - recebe os três dados citados acima correlacionando-os e registrando-os em um cartão magnético (similar a um disquete). Os dados armazenados no cartão magnético são transferidos a um computador e tratados por um software específico, que elaborará então o mapa de produtividade. Neste mapa, cada local (site) será representada por um ponto que receberá uma coloração de acordo com a produtividade específica nele encontrada (por exemplo, pontos com maiores produtividades representados pela cor verde e com menores pela cor vermelha). 2.7 População de plantas A produtividade das culturas é influenciada por vários fatores sendo a população de plantas um destes. Segundo Zanine (2004) as plantas podem competir entre si (intraespecífica) e com outras plantas (interespecíficas) pelos recursos do meio (luz, água, nutrientes, CO2, etc.). Gomes et al. (2002) em trabalho realizado na cultura do arroz, afirmam que altas populações de plantas não garantem altas produtividades, pois nesta condição embora o numero de panículas possa ser maior, estas são constituídas por um numero menor de espiguetas. Marzari et al. (2007) afirmam que com populações de plantas elevadas, a competição intraespecífica pode ocorrer desde o estabelecimento inicial das plântulas, determinando o número de plântulas sobreviventes, anulando seu efeito sobre o rendimento de grãos ao final do cultivo. A baixa densidade de semeadura pode afetar a população de plantas no seu estabelecimento, no entanto, o arroz apresenta característica de plasticidade. De acordo com Souza et al. (1999), a plasticidade está associada ao maior número de panículas por área sob populações de plantas mais elevadas e ao maior tamanho das panículas nas populações menores.

24 23 No que tange à densidade de semeadura, o recomendado para o cultivo do arroz irrigado na Região Sul do Brasil, para o sistema de semeadura em linha, é de 400 a 500 sementes aptas por metro quadrado, a fim de garantir população inicial de 200 a 300 plantas por metro quadrado, uniformemente distribuídas (SOSBAI, 2007). 2.8 Mapas de produtividade O mapa de produção é apenas uma etapa de todo o processo que envolve o manejo localizado e representa o efeito combinado de diversas fontes de variabilidade espacial e temporal. Uma parte desta variabilidade pode ser atribuída a fatores que são constantes ou variam lentamente, enquanto outros fatores são transitórios, mudando em sua importância e distribuição espacial e temporal de uma safra para outra (CAPELLI, 2003). O método que permite a geração dos mapas detalhados de produtividade exige uma certa sofisticação para a obtenção dos dados essenciais. Inicialmente assume-se que o mapa de produtividade de um talhão é um conjunto de muitos pontos. Cada ponto representa uma pequena porção da lavoura (MOLIN, 2008). Ao interpretar um mapa de produção com a finalidade de futuro gerenciamento localizado do campo, deve-se levar em conta principalmente as causas consistentes de variabilidade, já que para as que não persistem no tempo pode-se ter pouco ou nenhum controle. Aqui aparece uma das primeiras dificuldades que consiste na identificação e na separação de cada uma dessas classes de variabilidade (BORÉM et al., 2000). Ainda neste sentido, a próxima dificuldade encontra-se na investigação das causas consistentes. Estas causas só podem ser compreendidas acompanhando-se e analisando-se os possíveis fatores que influenciam na variabilidade durante safras seguidas. Com esta metodologia esperam-se resultados a partir da terceira safra e solução do problema da uniformidade da produção possivelmente após a quinta colheita (DURIGON, 2007).

25 Técnicas geoestatísticas utilizadas em agricultura de precisão As técnicas da geoestatística trabalham com problemas de espacialização de variáveis e representam uma promissora ferramenta para trabalhos em Sistema de Informação Geográfica em três aplicações básicas: (a) estimativas: para inferir atributos em pontos diferentes daqueles originais, isto é, onde estes não foram coletados; (b) previsões: para detectar tendências e locais de máximos e mínimos; (c) desenhos de experimentos: para otimizar a segmentação da área em unidades de espaço (VALERIANO & PRADO, 2001). Segundo Bourennane et al. (2004), as técnicas geoestatísticas multivariadas, como a análise de krigagem, são satisfatórias em fornecer medidas quantitativas de interações complexas entre propriedades de solo e pode ser particularmente útil para formulação de hipóteses da causa da variabilidade. Deste modo, um melhor manejo da variabilidade espacial e temporal associado com todos os aspectos do manejo localizado, torna-se possível melhorar o desempenho da cultura e a qualidade ambiental. A krigagem é um método que permite estimar o valor desconhecido associado a um ponto, área ou volume, a partir de um conjunto de n dados disponíveis (MOLIN, 2007). Ainda conforme o mesmo autor, a krigagem é o procedimento que permite calcular os ponderadores para uma dada configuração, com mínima variância de krigagem. A krigagem é feita após a conclusão dos estudos geoestatísticos, os quais poderão, inclusive, indicar a não aplicação desse método se o comportamento da variável regionalizada for totalmente aleatório. Os estudos geoestatísticos levam à definição de um modelo de variograma, que servirá para inferir os valores de variância e covariância que serão utilizados pelos métodos geoestatísticos de interpolação (OLEA, 1999). Outro método para analisar as correlações espaciais e determinar a escala de dependência espacial entre propriedades do solo é executar a análise de coregionalização. Esta técnica geoestatística descreve e resume as relações espaciais das propriedades do solo selecionadas. Estudos prévios mostraram claramente que

26 25 uma análise de co-regionalização seria mais esclarecedora que uma análise geoestatística univariada (BOCCHI et al. 2000). A escala de variação do rendimento da cultura pode ser relacionada às propriedades de solo. Isso tem implicações importantes para o manejo localizado no sentido de que dados auxiliares como o rendimento, o qual é facilmente obtido por muitos produtores, poderia fornecer informação sobre a escala de variação das propriedades de solo (DURIGON, 2007) Correlações entre atributos de solo e produtividade O manejo localizado difere do manejo agrícola tradicional por tentar identificar e mostrar a variabilidade espacial do solo e exigências da cultura em escala dentro do campo (DURIGON, 2007). As propriedades do solo que limitam o rendimento podem ser manejáveis ou não manejáveis. As propriedades manejáveis podem ser alteradas para evitar que as mesmas limitem o rendimento. Os fatores não manejáveis praticamente não podem ser alterados e determinarão o potencial máximo de rendimento atingível em um local. Como as exigências da cultura variam com o rendimento, as necessidades específicas de manejo mudarão, dependendo dos potenciais de rendimentos, por exemplo, o requerimento de fertilizante pode ser reduzido em áreas de baixo rendimento (SHATAR & MCBRATNEY, 1999). Em trabalho realizado com a cultura do arroz com manejo localizado, na safra 2004/2005, Durigon (2007) obteve correlações positivas entre os nutrientes cálcio e magnésio com a produtividade de arroz irrigado, sendo estas correlações de 38% e 36%, respectivamente. Ainda segundo o mesmo autor, as maiores correlações negativas entre a produtividade de arroz irrigado e os atributos químicos do solo, analisados na safra 2004/2005, foram verificados para o alumínio trocável e para a saturação de alumínio, as quais foram de -20% e -38%, respectivamente.

27 Zonas de manejos O solo é um sistema complexo onde sua qualidade, segundo Vezzani (2001), é considerada alta quando a interação entre os subsistemas minerais, plantas e microorganismos estão organizados em nível alto de ordem. Como a interação entre as características químicas, físicas e biológicas não são constantes em todos os pontos de uma lavoura, isso pode refletir nas diferenças de produtividade dentro de uma propriedade. Haja vista a heterogeneidade na área objetiva-se com ferramentas de Agricultura de Precisão, como mapas de produtividade, definir diferentes zonas de manejo a fim de otimizar a produção através de intervenções que levem em conta as necessidades e potencialidades de cada zona. (SCHENATO et al., 2004). Segundo Londero et al. (2007) as zonas de manejo ou zonas de aplicação de insumos, no contexto da AP, são referentes a regiões geográficas que possuem características químicas de solo com menor heterogeneidade Aplicação de insumos a taxa variável A aplicação de fertilizantes à taxa variável baseado na variabilidade nas propriedades do solo de um campo tem o potencial para reduzir sub e super aplicações de fertilizantes, e assim melhorar a eficiência de uso de fertilizantes, o rendimento das culturas e o lucro líquido da propriedade (FIEZ et al., 1994). Na solução dos impasses de fertilidade, a aplicação de fertilizantes a taxa variável é, hoje, uma necessidade, razão por que se desenvolvem tecnologias para aplicações em taxa variada atuando-se diretamente sobre as variações espaciais e temporais; para isto, são montados dispositivos em máquinas de aplicação que comandam as decisões de variação da aplicação, processando os dados dos sensores (TDP, velocidade, posição no campo etc) e os dados inseridos pelo usuário aplicando-se, portanto, a dose necessária (DALLMEYER & SCHLOSSER, 1999).

28 27 O controle da aplicação dos insumos é feito por dispositivos responsáveis pela variação da vazão, montados em equipamentos especializados para aplicação, principalmente de produtos sólidos, ou mesmo em semeadoras-adubadoras, e normalmente acionados por potência hidráulica (MOLIN et al., 2006). Durigon (2007) em trabalho realizado com aplicação de calcário à taxa variável na cultura do arroz irrigado, verificou que é viável economicamente aplicar as técnicas de manejo localizado na cultura do arroz irrigado, pois a receita obtida com a economia em calcário, somada ao aumento de produtividade de grãos, resultou em uma receita total de R$ 143,40 ha -1, enquanto o custo total foi de R$41,30 ha -1. Isto proporcionou um lucro de R$ 102,10 ha -1, o que equivale a aproximadamente 308 Kg. ha -1 de arroz e uma lucratividade de 71% com a aplicação de calcário à taxa variável.

29 28 3 MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Localização da área experimental O presente trabalho foi realizado no município de Cachoeira do Sul, localizado na Depressão Central do Estado do Rio Grande do Sul (figura 2), distante 196 km de Porto Alegre e 110 km de Santa Maria, em uma lavoura comercial de arroz irrigado, com coordenadas 30º de latitude sul e 52º de longitude oeste, pertencente a agropecuária Harmonia. O clima da região segundo a classificação de Köeppen é Cfa. Figura 2 - Mapa do Estado do Rio Grande do Sul com a localização do município de Cachoeira do Sul

30 29 A área total utilizada no experimento foi de hectares, em solo do tipo Planossolo Hidromórfico Eutrófico Típico pertencente a unidade de mapeamento Vacacaí, a qual caracteriza-se por apresentar as seguintes características: fertilidade baixa a moderada, apresentando normalmente baixos teores de matéria orgânica e de fósforo, presença de um horizonte B textural, com incremento no teor de argila do horizonte E para o B. 3.2 Mapeamento da área e georreferenciamento das amostras Utilizou-se para a medição da área o GPS de navegação da marca GARMIM Legend (figura 3), com o qual os vértices da área foram demarcados (figura 4). A malha de amostragem utilizada foi de 3,35 hectares, ou seja, realizou-se a amostragem de cada ponto com um espaçamento de 183,16 x 183,16 metros, sendo dessa forma realizados 8 pontos amostrais (figura 5). Para a geração da malha de amostragem utilizou-se o software Sistema Agropecuário CR Campeiro 6 criado pelo setor de Geomática do Departamento de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria.

31 30 Figura 3 - GPS de navegação da marca GARMIM Legend Figura 4 - Mapa do contorno da área do experimento

32 31 Figura 5 - Mapa da malha de amostragem com os pontos georreferenciados para coleta de amostras de solos 3.3 Determinação de atributos químicos do solo A amostragem de solo foi realizada através da coleta de 3 sub-amostras por ponto da malha de amostragem, com uma pá de corte na profundidade de 0-0,2 metros, para compor a amostra enviada para o Laboratório de Análise de Solos da UFSM, integrante da Rede Oficial de Laboratórios de Análise de Solos (ROLAS). A coleta das amostras de solos ocorreu no dia quatorze de abril de dois mil e sete (14/04/2007). Após a coleta, o solo foi destorroado manualmente e colocado a sombra e em local ventilado para que a amostra transformasse em terra final seca ao ar (TFSA). No dia quatorze de maio de dois mil de sete (14/05/2007) as amostras foram levadas ao laboratório de análise de solos da UFSM. No dia trinta de maio de 2007 (30/05/2007) o laudo das análises foi emitido.

33 32 A interpretação dos dados foi feita com base nas recomendações técnicas do V Congresso Brasileiro de Arroz Irrigado e XXVIII Reunião da Cultura do Arroz Irrigado (SOSBAI, 2007) e no Manual de Adubação e Calagem para os Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina (COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO RS/SC, 2004). Os resultados da análise de solo foram usados para elaborar os modelos digitais (mapas) específicos para cada atributo químico do solo. Como testemunha somou-se e dividiram-se todos os nutrientes dos oito resultados das análises para a composição de uma análise média da lavoura, para simular uma única análise. Esta foi utilizada para o cálculo da adubação e calagem a taxa fixa. 3.4 Determinação da zona de manejo A escolha das diferentes zonas de manejo baseou-se na variabilidade do atributo químico fósforo (P). Segundo o Manual de Adubação e Calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina (2004), o fósforo, no sistema de semeadura em solo seco, para a cultura do arroz irrigado, deve ser aplicado e incorporado todo na semeadura. Isso porque o P é um elemento pouco móvel no solo e com a sua incorporação este fica mais disponível às plantas. Apesar de o fósforo ser o décimo segundo elemento químico mais abundante na crosta terrestre (SCHULZE, 1989), é o segundo elemento que mais limita a produtividade nos solos tropicais. Esse comportamento é conseqüência de sua habilidade em formar compostos de alta energia de ligação com os colóides, conferindo-lhe alta estabilidade na fase sólida. Assim, mesmo que os teores totais do elemento no solo sejam altos em relação aos necessários para as plantas, apenas uma pequena fração deste tem baixa energia de ligação que possibilita sua dessorção e disponibilidade às plantas. Através do software Campeiro 6, delimitaram-se as coordenadas das diferentes zonas de manejo com base no mapa de P (figura 6) e adicionou-se ao GPS. Após isto as zonas de manejos foram delimitadas no nível de campo com balizas (figura 7).

34 33 Figura 6 - Mapa de P, utilizado para determinação das zonas de manejos Figura 7 - Balizas delimitando as zonas de manejos

35 34 Dessa forma, dividiu-se a área em quatro zonas de manejo (figura 8) sendo elas: zona 1 ( com Fósforo no nível alto), duas zonas 2 (com fósforo no nível médio) e zona 3 (área com fósforo no nível baixo). A zona 1, que apresentava P no nível alto, abrange uma área de 20,65 hectares; a zona 2, que apresentava P no nível médio, abrange uma área de 4,84 hectares; já a zona 3, que apresentava P no nível baixo, abrange uma área de 1,35 hectares. Figura 8 - Mapa com as diferentes zonas de manejo 3.5 Manejo da cultura do arroz Sistema de cultivo e preparo do solo

36 35 O sistema de preparo do solo utilizado foi o cultivo mínimo. O solo foi preparado no período de verão, durante o período de pousio da área, durante os meses de janeiro e de fevereiro de Utilizaram-se grades niveladoras e posteriormente a plaina para correção do micro relevo Característica e escolha da cultivar A cultivar de arroz utilizada foi IRGA 422 CL, a qual possui tolerância ao herbicida Only, sendo recomendada exclusivamente para o sistema de produção Clearfield, cujo principal objetivo é o controle do arroz vermelho. As principais características da cultivar IRGA422CL são apresentadas no apêndice 1. A escolha deste sistema de produção foi devido a alta infestação de arroz vermelho existente na área Dessecações Foram realizadas duas dessecações seqüenciais antes da semeadura para controle de plantas daninhas, sendo a primeira realizada no dia 12 de setembro de 2007 e a segunda no dia 26 de outubro de O produto utilizado foi o Glyfosato sendo nas duas aplicações colocadas 2,67 litros por hectare Época de semeadura A época de semeadura obedeceu às Recomendações Técnicas para a Cultura do Arroz Irrigado: Recomendações técnicas da pesquisa para o Sul do Brasil IV Congresso Brasileiro de Arroz Irrigado XXVI Reunião da Cultura do Arroz Irrigado.

37 36 A semeadura foi realizada no dia 26 de Outubro de 2007, dentro do período recomendado pela pesquisa para obtenção de alta produtividade. Realizou-se esta em linha e em solo seco, utilizando-se uma semeadora de fluxo contínuo, cujo mecanismo dosador de sementes é um cilindro acanalado, com espaçamento entrelinhas de 0,17 metros Densidade de semeadura e população de plantas A densidade de semeadura foi de 100 Kg ha -1, o que proporcionou aproximadamente 345 sementes por metro quadrado e 58 sementes por metro linear. A emergência completa do arroz ocorreu dia 14 de novembro de 2007, 19 dias após a semeadura. O atraso na emergência ocorreu devido ao solo estar frio. A avaliação do número médio de plantas por metro linear foi realizada quando a cultura encontrava-se no estádio vegetativo com três folhas (V3). Utilizou-se para a determinação da população de plantas uma régua com 98 centímetros de comprimento. A contagem foi feita em seis linhas de semeadura espaçadas entre si em 0,17 metros e nos 98 centímetros, totalizando um metro quadrado Adubação de base A recomendação de adubação baseou-se nas recomendações de adubação da Sociedade Sul - Brasileira de Arroz Irrigado (SOSBAI) 2007 e no Manual de Adubação e Calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina (2004). No experimento adubou-se visando um incremento de produtividade de quatro toneladas por hectare. Quanto ao nitrogênio, não foi aplicado diferentes doses na lavoura, pois todas as zonas de manejo apresentavam matéria orgânica considerada baixa. O total que foi aplicado desse nutriente foi de 120 kg ha -1.

38 37 Para o fósforo a quantidade total aplicada deste nutriente variou conforme a zona de manejo, sendo aplicado 40 kg ha -1 de P 2 O - 5 na zona de manejo 1, 50 kg ha -1 de P 2 O - 5 nas zonas de manejo 2 e 60 kg ha -1 de P 2 O - 5 na zona de manejo 3. Para suprimento do potássio considera-se além da quantidade de K na amostra, a CTC ph7. Na área experimental metade dos pontos amostrados foram com CTC ph7 acima de 15 cmol c dm -3 e a outra metade abaixo de 15 cmol c dm -3. No entanto, estes apresentam valores muito próximos a 15 e dessa forma, considerouse todos os pontos com CTC ph7 acima de 15 cmol c dm -3. Com isso, o total de K aplicado na lavoura não variou entre as zonas de manejo, pois toda a área foi considerada com potássio no nível baixo e a dose deste nutriente aplicado foi de 110 kg ha -1 de K Utilizou-se a fórmula (Turbo Extra 455-Sul). A adubação de base variou conforme a zona de manejo. Na zona de manejo 1 (com fósforo no nível alto) foi colocado 235 kg ha -1, nas zonas 2 (com fósforo no nível médio) adicionou-se 294 kg ha -1 e na zona 3 (com fósforo no nível baixo) foi colocado 353 kg ha -1 do adubo acima citado. Devido à variação da doses na semeadura, como se utilizou apenas uma fórmula para adubação de base, onde foi colocado mais fósforo adicionou-se também mais nitrogênio e mais potássio. A necessidade de P foi suprida toda na semeadura e as de nitrogênio e de potássio foram supridas posteriormente durante a aplicação a lanço Controle de plantas daninhas A aplicação de herbicida foi realizada no dia 1 de dezembro de Utilizouse o herbicida Only (Imazetapyr + Imazapic) como pós-emergente, na dose de 1 litro por hectare. No momento da aplicação a planta encontrava-se com três folhas, ou seja, em V3.

39 Adubação de cobertura Utilizou-se na adubação de cobertura a uréia ( ) como fonte de nitrogênio e o Cloreto de Potássio ( ) como fonte de potássio. Esta suplementação foi feita visando suprir as doses de potássio e nitrogênio que variaram na semeadura. Para aplicação destas utilizou-se dois tratores com dois distribuidores pendulares. Foram realizadas duas suplementações, sendo que na primeira foi adicionada toda a quantidade que restava para suprir potássio e foi aplicado também parte do nitrogênio. Estas aplicações ocorreram no dia primeiro de dezembro de 2007, quando as plantas de arroz encontravam-se no estádio vegetativo com três folhas (V3). Posteriormente no dia oito de janeiro de 2008 foi feita a última aplicação de nitrogênio, quando a planta encontrava-se com nove folhas (V9), desta vez com taxa única, utilizando-se a aviação agrícola. Tabela 1 - Quantidade de adubo e de nutrientes em cada zona de manejo Zonas de manejo Adubo de base 1 (P alto) 2 (P médio) 3 (P baixo) Quantidade (kg ha -1 ) N P 2 O K 2 O a Adubação de cobertura (V3) 2 a Adubação de cobertura (V9) Total N K 2 O N N P 2 O K 2 O

40 Irrigação O início da irrigação foi no dia 2 de dezembro de 2007, 18 dias após a emergência, quando a planta encontrava-se no estádio V3. A supressão da irrigação ocorreu no dia 7 de março de da cultura 3.6 Amostragem de plantas de arroz para estimativa da produtividade Para a amostragem de plantas de arroz irrigado para estimativa da produtividade da cultura utilizou-se a mesma malha utilizada para a amostragem de solo, ou seja, uma amostra de produtividade a cada 3,35 hectares, totalizando oito amostras. Estas foram feitas através da coleta manual de três sub-amostras de plantas por ponto em uma área de um metro quadrado, totalizando uma área colhida de três metros quadrado por ponto. Utilizou-se para a determinação da área de coleta das panículas uma régua com 98 centímetros de comprimento. A coleta foi feita no dia 16 de março de 2008, em seis linhas de semeadura espaçadas entre si em 0,17 metros e nos 98 centímetros, totalizando um metro quadrado. Depois de colhidas as amostras foram colocadas em sacos de plástico com a referida identificação (figura 9). Após foi feita a debulha manual (figura 10) de cada amostra, realizada a retirada de impurezas através de peneiras e com o uso de um ventilador. Após limpas as amostras foi feita a pesagem e a determinação da umidade, e a correção da umidade dos grãos para 13% de umidade. Os resultados obtidos foram utilizados para a determinação do mapa de produtividade da cultura.

41 40 Figura 9 - Amostras colhidas Figura 10 - Debulha manual das amostras de arroz 3.7 Aplicação de insumos por zonas de manejo Um dos objetivos do trabalho foi de utilizar técnicas de agricultura de precisão em lavoura de arroz irrigado com a mínima aquisição de equipamentos. Com isso utilizou-se a semeadora existente na propriedade (Semeato TDNG 320). Esta semeadora não proporciona a aplicação à taxa variável, no entanto a variação nas

42 41 doses de nutrientes baseou-se na aplicação de diferentes doses de adubo por hectare. Como se utilizou apenas uma fórmula de adubação de base, variando as doses, variou também as quantidades de outros nutrientes. As doses de adubo foram supridas de forma a fornecer toda a quantidade de P na base. Com isso, onde foram colocadas doses maiores de P na base, por conseqüência adicionou-se também doses maiores de outros nutrientes como, por exemplo, nitrogênio (N) e potássio (K). Para o fornecimento das doses desejadas destes nutrientes foi feita a aplicação de cobertura de N e de K à lanço nas diferentes zonas de manejos. As fontes utilizadas para suplementação destes nutrientes foram a uréia ( ) e o cloreto de potássio ( ). Como veículo para a distribuição utilizou-se 2 distribuidores pendulares acopladas no sistema hidráulico de dois tratores (figura 11). Figura 11 - Tratores com semeadoras pendulares 3.8 Elaboração e correlação de modelos digitais Os resultados das análises de atributos do solo, de variáveis de população de plantas e de produção da cultura do arroz irrigado foram utilizados para a elaboração

43 42 de modelos digitais (mapas) através do software Sistema Agropecuário CR Campeiro 6. O método geoestatístico de interpolação utilizado na elaboração dos modelos digitais foi a krigagem, com raio máximo de pesquisa de 250 metros. Este método geoestatístico de interpolação é um processo de estimação de valores de variáveis distribuídas no espaço a partir de valores, sendo bastante importante e utilizado quando a densidade de pontos amostrais é pequena e para variáveis de custo elevado ou de difícil determinação (DURIGON, 2007). As correlações entre os modelos digitais foram determinadas baseadas no método de correlação de Pearson, ao nível de probabilidade de 5%, através do software Sistema Agropecuário CR Campeiro 6. Para tanto, os modelos digitais selecionados para gerar correlações entre si eram espacialmente idênticos, isto é, com a mesma origem, mesmo espaçamento e mesmo numero de linhas e de colunas. 3.9 Determinação da diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e a por zonas de manejos A análise econômica foi realizada apenas na parte da adubação e calagem, pois nos demais tratos culturais o manejo foi igual. O custo das análises de solos foi incluído juntamente com os de adubação, desta forma não incluindo estes na calagem. A comparação dos custos entre a adubação a taxa fixa e variável foi feito com base no resultado das análises de solos. Como recomendação da análise a taxa fixa considerou-se a média de cada elemento nas oito amostragens e utilizouse esta como testemunha. Para determinação dos custos na aplicação por zonas de manejo considerou-se a análise de solo de cada zona. Segundo a média das análises de solos as necessidades de nutrientes pela cultura na taxa fixa seriam de: 120 kg de N, 40 kg de P 2 O - 5 e 110 kg ha -1 de K 2 O. Estes seriam supridos por 235 kg ha -1 de adubo ( ), 240 kg ha -1 de uréia ( ) e 78 kg ha -1 de cloreto de potássio.

44 43 Na adubação por zonas de manejo, as necessidades de nutrientes pela cultura foram: 120 kg ha -1 de N, 40, 50 e 60 kg ha -1 de P 2 O - 5 e 110 kg ha -1 de K 2 O. O preço do adubo, da uréia e do cloreto de potássio adquiridos pelo produtor foram, respectivamente, 756, 742 e 618 reais a tonelada Diferença de custo entre a aplicação de calcário a taxa fixa e por zonas de manejos Não foi realizada a calagem porque quando as análises de solos foram recebidas do laboratório de análise de solos a área já se encontrava preparada, pronta para a semeadura. No entanto, foi realizada a estimativa de calcário a taxa fixa comparada com a por zonas de manejos. Para a comparação entre a diferença de custo entre a aplicação de calcário a taxa fixa e por zonas de manejos utilizou-se o índice SMP das análises de solos e calculou-se a necessidade de calcário para elevar o ph até 5,5. Para a taxa fixa utilizou-se a média das oito análises de solos. Para a calagem a taxa variável dividiu-se a área em 4 zonas de manejos segundo o índice SMP. Este variou de 5,1 a 5,9, dessa forma as zonas de manejo foram: zona de manejo de calcário 1: 5,1 a 5,2 ; zona de manejo de calcário 2: 5,3 e 5,4; zona de manejo de calcário 3: 5,5 e 5,6; zona de manejo de calcário 4: 5,7, 5,8 e 5,9. O preço do calcário em junho de 2007 foi de 35 reais a tonelada do calcário dolomítico e utilizaram-se estes valores para realização do cálculo de calagem.

45 44 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 Estimativa de produtividade de arroz irrigado Os dados de estimativa de produtividade da cultura de arroz irrigado mostraram variabilidade espacial (Figura 12). Figura 12 - Mapa com estimativa de produtividade de arroz irrigado A produtividade mínima verificada foi de 7000 kg ha -1, a média 8454 kg ha -1 e a máxima de 9000 kg ha -1, apresentando um Coeficiente de Variação (CV) entre os pontos amostrais de 7,3% (Tabela 2).

46 45 Tabela 2 Coeficiente de Variação (CV) encontrado na estimativa de produtividade de arroz irrigado. Ponto kg ha Média 8454 DP 617 CV(%) 7.3 Tabela 3 - Estimativa de produtividade de arroz irrigado em cada ponto da malha de amostragem e média do experimento. Pontos Produtividade (kg ha -1 ) Média 8454 Verificou-se que a área com manejo da cultura do arroz irrigado utilizando técnicas de agricultura de precisão, proporcionou uma produtividade de arroz superior a média do município de Cachoeira do Sul (Figura 13).

47 46 Figura 13 - Produtividade média de arroz obtida no município de Cachoeira do Sul RS (fonte IRGA 2008), no experimento e a diferença entre elas. Vários fatores contribuíram para a diferença de produtividade entre o experimento e a média do município. Destacam-se entre os principais fatores, a semeadura dentro da época preconizada pela pesquisa quando grande parte das lavouras do município de Cachoeira do Sul ainda é semeada fora da época preferencial. Como a lavoura do experimento foi semeada dentro da época recomendada, pode aproveitar melhor a radiação solar nos períodos que a planta mais necessita. Outro fator muito importante foi o controle precoce de plantas daninhas, em especial o do arroz vermelho, que causa perdas muito grandes na produtividade da cultura orizícola. Quanto mais cedo as plantas daninhas são controladas, maior é a eficiência no seu controle e maior é a produtividade da cultura.

48 Correlações entre atributos químicos do solo e estimativa de produtividade de arroz irrigado As correlações entre os atributos químicos do solo e a estimativa de produtividade de arroz variaram, encontrando-se valores positivos e negativos (Tabela 4). Tabela 4 - Correlação entre atributos químicos do solo e a estimativa de produtividade de arroz irrigado 1. Atributos do solo Correlação com a produtividade de arroz irrigado (%) MO 83,6 Zn 82,8 P 77,4 Cu 56,6 B 37,9 S 36,7 Al% 25,8 CTCpH7 25,4 Al 14,9 PH 13,8 Ca 12,7 K -40,9 SMP -43,2 V% -49,2 Argila -60 Mg -73,4 1 Correlações obtidas com 8 pontos amostrais pelo método de Pearson ao nível de probabilidade de 5% O nutriente que apresentou maior correlação positiva com a produtividade foi a matéria orgânica (MO), sendo esta de 83,6%. O nutriente que apresentou maior correlação negativa com a produtividade foi o magnésio, sendo esta de 73,4%. A matéria orgânica do solo é a principal fonte no solo de nitrogênio para as plantas. Este elemento é considerado como o mais importante para as plantas da família gramínea, atuando principalmente no estímulo ao perfilhamento.

49 48 Além de ser a principal fonte de nitrogênio no solo a matéria orgânica proporciona outras vantagens como a estabilidades dos agregados, aumenta a infiltração e a retenção de água no solo, aumenta a capacidade de trocas de cátions (CTC) e disponibilidade de nutrientes, além de aumentar a atividade biológica do solo. Segundo Gomes & Magalhães Jr. (2004), o nitrogênio disponível do solo é praticamente todo proveniente da decomposição e mineralização da matéria orgânica, realizada por microrganismos que transformam o N orgânico nas formas amoniacais (NH + 4 ) e nítricas (NO - 3 ), aproveitáveis pelas plantas. Diante disso, uma avaliação simplista do grau de disponibilidade de nitrogênio no solo é baseada na análise do teor de matéria orgânica do solo. Trabalho realizado por Machado (1993) relacionando os teores de matéria orgânica do solo e produtividade em arroz irrigado não encontrou um bom ajustamento na relação das variáveis estudadas. Isto porque o processo de liberação do nitrogênio das formas orgânicas do solo varia em função da quantidade e da qualidade da matéria orgânica; da quantidade e da natureza de compostos oxidados; da presença de substâncias tóxicas; das condições ambientais; de outros atributos do solo, como textura, disponibilidade de nutrientes e ph e de práticas de manejo, que determinam a atividade dos microrganismos decompositores e mineralizadores da matéria orgânica (GOMES & MAGALHÃES JR., 2004). Ressalta-se que a maioria dos trabalhos relacionando o teor de matéria orgânica e produtividade da cultura do arroz disponíveis na literatura foram realizados nas décadas de 80 e 90, quando os tetos de produtividades e principalmente o manejo era diferenciado do atual. Contudo, mesmo que os trabalhos de pesquisa afirmem que não existe correlação entre o teor de matéria orgânica do solo e a produtividade, não devemos ignorá-la, pois esta além do fornecimento de nitrogênio para as plantas interfere também em outros fatores diretamente ligados à produtividade da cultura do arroz, como por exemplo, população de microorganismos do solo, estruturação do solo, capacidade de trocas de cátions entre outros. O atributo químico de solo que apresentou a maior correlação negativa foi o magnésio. Este elemento é responsável pela ativação enzimática, estabilidade de ribossomos, fotossíntese e faz parte da clorofila.

50 49 Todos os pontos amostrais do magnésio encontravam-se acima do teor crítico. No entanto, estes níveis não eram tão altos a ponto de causar diminuição da produtividade. O fato de o magnésio ter sido o atributo químico de solo com maior correlação negativa pode ser explicado pelo fato de o ponto que apresentou maior teor de Mg no solo coincidir com o ponto de menor produtividade. No entanto, verificou-se no decorrer da lavoura que a produtividade neste ponto foi muito influenciada por outro fator que foi a lâmina d água, o que mascarou o efeito de outros atributos de solo afetando negativamente principalmente no magnésio. Durigon (2007) em trabalho realizado encontrou correlação positiva de 36% entre a produtividade de arroz e o teor de magnésio no solo na safra 2004/2005 e de 31% na safra 2005/2006. Figura 14 - Mapa de matéria orgânica

51 Correlações entre plantas por metro quadrado e estimativa de produtividade de arroz irrigado A produtividade de arroz irrigado mostrou correlação positiva de 86,5% com a população de plantas, indicando que áreas com menores populações de plantas resultaram em menores produtividades da cultura (Figura 15). Figura 15 - Mapa da população de plantas por metro quadrado Obteve-se em média 248 plantas por metro quadrado. Isto significa que a população de plantas ficou dentro do esperado, já que a SOSBAI (2007) afirma que o ideal é obter uma população inicial de 200 a 300 plantas por metro quadrado. Observa-se no experimento (Tabela 5) que no único ponto amostrado que teve população de plantas menor do que o ideal foi onde se obteve a menor produtividade na área. O que pode ter provocado a diminuição de produtividade na parte do experimento com menor número de plantas foi que este local é a parte mais baixa da área, e durante o ciclo da cultura quando ocorriam precipitações esta parte da

52 51 área ficava com uma lamina d água muito alta. Neste experimento não se avaliou a altura da lâmina d água, mas observou-se que esta pode ter contribuído para que a capacidade de perfilhamento das plantas de arroz fosse menor. Oelke & Mueller (1969) verificaram redução na produção de grãos mediante o uso de lâminas de água de 8 e 18 cm, não ocorrendo o mesmo com lâminas de 4 cm. Durigon (2007), em trabalho realizado com arroz irrigado encontrou uma correlação negativa de 18% entre a altura da lâmina de água e número de panículas por metro quadrado. Segundo a Embrapa (2005) a altura da lâmina de água deve variar entre 7,5 e 10 cm. Lâminas de água mais altas (>10 cm) aumentam o consumo de água, reduz o número de perfilhos, as plantas de arroz se tornam mais altas, o que facilita o acamamento, aumentam as perdas de água por percolação e infiltração lateral e requerem maior consumo de água (> 10 mil m 3 ha -1, para um período de 90 dias de irrigação). Ainda segundo o mesmo autor o excesso de água na lavoura nas fases iniciais de desenvolvimento do arroz prejudica a germinação, afoga as plântulas e inibe o perfilhamento. Tabela 5 - Plantas por metro quadrado e estimativa de produtividade em cada ponto amostral Pontos Plantas por metro quadrado Estimativa de produtividade (kg ha -1 )

53 52 manejos 4.4 Diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e a por zonas de Ocorreu diferença no custo entre a adubação à taxa fixa (Tabela 6) e a por zonas de manejo (Tabela 7). A adubação por zonas de manejo apresentou um custo maior do que a adubação por zonas de manejo, sendo valor de 393,36 R$, ou seja, de 14,66R$ ha -1. No entanto, cabe ressaltar que a adubação a taxa fixa não suplementaria toda a necessidade de nutrientes requeridos em alguns pontos da área o que pode afetar a produtividade da área. Verificou-se ainda que ocorreu pouca variação na área sendo esta considerada bastante homogênea, pois os níveis de potássio encontravam-se todos no teor baixo, e os de fósforo estavam na maior parte da área no nível alto. Tabela 6 - Custo da adubação a taxa fixa Adubação a taxa fixa Quantidades Área Preço Custo (kg.ha-1) (ha) Total (R$/t) total(r$) Adubo Uréia Cloreto de Potássio Análise de solo TOTAL

54 53 Tabela 7 - Custo da adubação por zonas de manejos Adubação por zonas de manejos Quantidades Preço Custo (kg.ha-1) Área (ha) Total (R$/t) total(r$) Adubo Zona de Uréia manejo 1 Cloreto de Potássio Adubo Zona de manejo Uréia Cloreto de Potássio Adubo Zona de manejo Uréia Cloreto de Potássio Análise de solos TOTAL Aplicação de calcário com taxa fixa e por zonas de manejo Os resultados mostram que a aplicação de calcário com taxa fixa necessita menor quantidade de calcário e conseqüentemente proporciona um custo menor (852,92 R$ ou 31,71 R$ ha -1 ) do que na calagem por zonas de manejos. No entanto, verifica-se que na aplicação de calcário a taxa fixa que existem partes da lavoura que seriam super-calcariadas e outras que seriam sub-calcariadas, causando em partes das lavouras excessos e em outras deficiências de nutrientes e problemas como a acidez, saturação de bases e saturação de alumínio. As tabelas 8 e 9 detalham mais os custos com a calagem.

55 54 Tabela 8 - Custos da aplicação de calcário a taxa fixa Quantidade (t ha -1 )PRNT 100% Calcário a taxa fixa (SMP 5.5) Quantidade (t ha -1 ) PRNT 68% Área (ha) Total (t) Preço (R$ t -1 ) Custo total(r$) Tabela 9 - Custos da aplicação de calcário por zonas de manejos Zona de manejo 1 (SMP 5.1 e 5.2) Zona de manejo 2 (SMP 5.3 e 5.4) Zona de manejo 3 (SMP 5.5 e 5.6) Zona de manejo 4 (SMP 5.7, 5.8 e 5.9) Quantidade (t ha -1 )PRNT 100% Calcário por zonas de manejos Quantidade (t ha -1 ) PRNT 68% Área (ha) Total (t) Preço (R$ t -1 ) Custo total(r$) Verificação da viabilidade da agricultura de precisão com os equipamentos existentes na propriedade Concluiu-se que é possível a utilização de algumas técnicas de agricultura de precisão com os equipamentos existentes na propriedade. Neste trabalho a variação da taxa foi entre as zonas de manejos e verificou-se que apesar de proporcionarem maior trabalho manual para delimitação destas é uma alternativa viável para a

56 55 realização de algumas técnicas da agricultura de precisão, como a adubação por zonas de manejos. Molin et al., (2006) afirmaram que para o caso de mapas com base em unidades de gerenciamento ou mesmo unidades de aplicação, a presença do controle automatizado não é obrigatória, pois as vazões de insumo serão alteradas apenas na transição entre unidades.

57 56 5 CONCLUSÕES Mesmo em áreas consideradas homogêneas pelo produtor confirmou-se a hipótese que existe variabilidade nos atributos químicos do solo, mesmo que no trabalho esta seja considerada baixa. Através dos mapas elaborados através de mais de uma amostragem por gleba é possível a recomendação e adubação de forma parcelada conforme as variações químicas existentes no solo. Verificou-se que é possível realizar algumas etapas da agricultura de precisão, como a adubação a taxa variável, através do uso de zonas de manejos e que esta não necessita de aquisições de equipamentos de grandes custos. Tanto os custos da adubação quanto os da calagem a taxa fixa foram inferiores aos da por zonas de manejo. No entanto, na adubação a taxa fixa existem partes da área em que a fertilidade é subestimada e na calagem a taxa fixa partes que são sub e superestimadas.

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63 62 7 APÊNDICES Apêndice 1: Características agronômicas do IRGA 422CL Cultivar IRGA 422CL Origem: Cruzamento: 1996 Genealogia: IRGA 22-7 Parentais imediatos: IRGA 417/93AS3510 Método de Seleção: Retrocruzamento Características morfológicas das plantas: - Estatura média: 81 cm -Folhas curtas eretas e pilosas -Panícula parcialmente protegida pela folha bandeira -Grãos longos, finos, pilosos e com aristas Características fisiológicas e agronômicas das plantas: - Vigor inicial: alto - Acamamento: resistente no sistema convencional - Capacidade de afilhamento: alta - Ciclo: - Primórdio da panícula: 55 dias - Pleno florescimento: 85 dias - Maturação: 121 dias - Esterilidade: em torno de 10% - Resistência à degranação: intermediária - Reação à toxidez por ferro: suscetível - Reação à doenças: - Brusone: moderadamente suscetível - Mancha dos grãos: moderadamente suscetível Características físico-químicas dos grãos: - Dimensões dos grãos polidos: - Comprimento(mm): c/casca: 9,94 descascado: 7,11 polido: 6,72 - Largura(mm): c/casca: 2,39 descascado: 2,21 polido: 2,16 - Espessura(mm): c/casca: 1,98 descascado: 1,84 polido: 1,77

64 63 - Relação comp/largura: c/casca: 4,16 descascado: 3,22 polido: 3,11 - Classe: longo fino - Aparência: vítrea - Teor de amilose: alto - Temperatura de gelatinização: baixa - Peso de 1000 grãos com casca: 29,0 g Produtividade: - Depressão Central: 8,8 t ha - Fronteira Oeste: 13,3 t ha - Campanha: 8,7 t ha - Litoral: 5,3 t ha Comportamento Industrial: - Renda do benefício: 67% - Rendimento de grãos inteiros: 61% - Farelo: entre 8,5% - Casca: entre 21% Recomendações de Cultivo: - Época de semeadura: - Zona Sul: 11 de outubro a 20 de novembro - Demais zonas: conforme zoneamento agroclimático - Área de adaptação: todas as regiões de cultivo de arroz irrigado do RS Apêndice 2: Recomendação de adubação e calagem para valores médios dos pontos da análise da agricultura de precisão Média das 8 análises de solos phágua= 4,8 Ca= 5,1 Cmol c dm -3 Textura= 2 Mg= 2,7 Cmol c dm -3 S= 12,2 mg dm -3 Al= 1,7 Cmol c dm -3 P-Mehlich=6,3 mg dm -3 H+Al= 8,0 Cmol c dm -3 K= 0,1 Cmol c dm -3 CTC efetiva = 9,6 Cmol c dm -3 CTCpH 7 =15,9 Cmol c dm -3 Saturação por bases (V%)= 51% K= 41,5 mg dm -3 Saturação por alumínio (Al%)= 17,5% Cu= 1,8 mg dm -3 Índice SMP= 5,5 Zn= 3,3 mg dm -3 %MO= 1,8% B= 0,2 mg dm -3 % Argila= 42,9%

65 Apêndice 3: Análises de solos 64

66 65