VARIABILIDADE ESPACIAL DA SALINIDADE DE UM SOLO DE VÁRZEA SOB CULTIVO DE CANA DE AÇÚCAR FERTIRRIGADA

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1 VARIABILIDADE ESPACIAL DA SALINIDADE DE UM SOLO DE VÁRZEA SOB CULTIVO DE CANA DE AÇÚCAR FERTIRRIGADA K. P. P. Marques 1 ; W. P. da Silva 2 ; C. D. G. C. de Almeida 3 ; J. M. Bezerra 2 RESUMO: O estudo da variabilidade espacial dos atributos que contribuem para a salinidade de solos em área fertirrigada é de fundamental importância para o manejo adequado do solo, permitindo evitar risco de salinização. Com o objetivo de avaliar a dependência espacial da salinidade de um solo de várzea, fertirrigado com vinhaça, foram coletadas amostras de solo a intervalos regulares de 15x30m, em uma área de 2,5ha no Engenho Aldeia, Usina Cucaú, localizado na Mata Sul de Pernambuco, nas profundidades de 0-20, e cm, sendo um total de 27 pontos amostrados por camada. Os parâmetros analisados foram sódio trocável (Na + ), condutividade elétrica do extrato de saturação (CEes) e ph (em água). Os dados foram submetidos à análise da estatística clássica e análise geoestatística. Os resultados da estatística descritiva demostraram que com o aumento da profundidade ocorreu variação na concentração de Na + e redução da CEes e do ph. Observou-se médio coeficiente de variação para Na + e CEes, e baixo para o ph. O Na + e CEes apresentaram forte dependência, enquanto o ph revelou moderada dependência espacial. Os intervalos de semivariogramas indicaram as distâncias de variabilidade espacial dos atributos compreendidas entre 16,80 a 341,40m. PALAVRAS-CHAVE: manejo do solo, geoestatística, dependência espacial. SPATIAL VARIABILITY OF SOIL SALINITY OF LOWLAND WITH SUGAR CANE FERTIGED SUMMARY: Spatial variability of attributes that contribute to salinity of soils from fertigated areas is essential for proper management of soil, so as to avoid salinization risk. In order evaluate spatial dependence of soil salinity in a floodplain, fertigated with vinasse, soil samples were collected at regular intervals of 15x30m, in an area of 2.5 ha in Pernambuco State (27 sampling points at 0-20, and cm depth). Exchangeable sodium, electrical conductivity of saturation extract and ph (in water) were analyzed and submitted to classical statistics and geostatistical analysis. The statistics results showed that increasing depth provide an increase of sodium concentration and reduction of EC values and ph values. Medium CV for ECse and Na +, and low to ph were found. Na + concentration and ECse showed strong spatial 1 Estudante de graduação do curso Bacharelado em Geografia, Dpto de Ciências Geográficas, UFPE. Av. Prof. Moraes Rego, Cidade Universitária, CEP: , Recife, PE. karina_prazeres@hotmail.com. 2 Engenheiro, Mestrando do Programa de Pós Graduação em Engenharia Agrícola, UFRPE, Recife, PE. 3 Profª Drª, Colégio Agrícola Dom Agostinho Ikas, CODAI/UFRPE, São Lourenço da Mata, PE

2 dependence, while ph moderate. The ranges of semivariograms indicated distances of spatial variability of attributes between to m. KEYWORDS: soil management, geostatistics, spatial dependence INTRODUÇÃO A evolução da informática, com o uso do geoprocessamento, sistemas de posicionamento global e técnicas geoestatísticas, têm proporcionado à agricultura avaliar a variabilidade espacial e temporal de propriedades que afetam o rendimento das culturas, com o objetivo de otimizar o aproveitamento de recursos e diminuir os custos (Carvalho et al., 2002; Tschiedel & Ferreira, 2002). Áreas planas, com elevado potencial produtivo, fertilidade elevada e regime hídrico favorável, como no caso das várzeas, concentram a atividade agrícola de maneira permanente (Santos et al., 2008). Entretanto, o uso inadequado pode proporcionar, ao longo do tempo, problemas de salinidade no solo, devido a práticas de manejo incorretas, associado à drenagem deficiente, baixa permeabilidade dos solos, sazonalidade de variáveis climáticas e elevação do nível do lençol freático (Gurgel et al., 2003; Reichert et al., 2006). A aplicação da vinhaça através da fertirrigação é uma prática que possibilita a fertilização dos solos agrícolas, entretanto, segundo Lyra et al. (2003), com sua utilização ao longo dos anos pode-se esperar uma elevação na concentração de sais no solo e potencial risco de salinização. As técnicas geoestatísticas, com base na construção de semivariogramas, permitem a descrição da dependência espacial das propriedades dos solos (Vieira, 2000). Essa técnica é uma ferramenta eficaz para o estudo da variabilidade espacial dos solos. No entanto, para isto, é conveniente que seja feita uma amostragem representativa da área, para que se possam obter dados com valores que, correspondam à realidade da parcela (Cavalcante et al., 2011). Diante deste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a variabilidade espacial da salinidade de um solo de várzea, sob cultivo de cana-de-açúcar fertirrigada com vinhaça, buscando-se fornecer subsídios para adoção de práticas de manejo adequado. MATERIAL E MÉTODOS A área de estudo localiza-se no Engenho Aldeia, situado na Usina Cucaú, no município de Rio Formoso, Mata Sul de Pernambuco. O relevo da área é característico de várzea, apresentando-se predominantemente plano, com declividades médias variando de 0 a 2,5%. A área de estudo está sob cultivo de cana-de-açúcar há mais de 20 anos, fertirrigada com vinhaça, onde o tipo de solo predominante nessa área foi classificado como Gleissolo Háplico Tb Distrófico Solódico. Amostras de solos deformadas foram coletadas a partir de pontos de cruzamento de uma malha georreferenciada (datum SAD 69) em uma área de 2,5 ha, com intervalos regulares de 15 x 30 m, nas profundidades de 0-20, e cm, totalizando 27 pontos por camada. As amostras foram pré-tratadas para obtenção da terra fina seca ao ar (TFSA). Os parâmetros analisados foram: sódio trocável (Na + ), condutividade elétrica pelo extrato saturado (CEes) e ph (em água), conforme Embrapa (1997).

3 Para verificar a dependência espacial das variáveis, foi empregada a análise geoestatistica, a partir da construção de variogramas (Vieira, 2000), partindo das pressuposições de estacionariedade da hipótese intrínseca e da semivariância (Equação 1): (eq.1) Em que, γ(h) - Semivariância estimada, N(h) - Número de pares de observações, Z(xi) e Z(xi+h), separados pela distância h, compreende-se, pela análise, o levantamento do semivariograma experimental e, posteriormente, o ajuste a uma família de modelos teóricos. Após o cálculo das semivariâncias, foram ajustados modelos de semivariogramas (esférico, exponencial e gaussiano). A escolha do modelo baseou-se no menor valor da soma dos quadrados dos resíduos (SQR) e maior coeficiente de determinação (R²) do ajuste dos modelos teóricos aos variogramas experimentais. A análise estatística foi realizada com auxílio do software Surfer, versão 9. Enquanto a análise geoestatística e os métodos de interpolação foram processadas com o software GS+, versão 7. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados da estatística descritiva mostraram que os valores da média e mediana da variável Na, CEes e ph foram semelhantes, em todas as profundidades (Tabela 1). De acordo com Cambardella et al. (1994), isto pode ser um indicativo que as medidas de tendência central não são dominadas por valores atípicos na distribuição. A utilização do teste de Kolmogorov-Smirnov (KS) a 5% de probabilidade confirma que os dados não podem ser considerados oriundos de uma população com distribuição normal, porém estes seguem distribuição lognormal. A ocorrência de valores de assimetria positivos nos atributos que seguem a distribuição lognormal é um indicativo de maior frequência de valores menores do que a média e poucos valores maiores do que ela (Corá et al., 2004). Com o aumento da profundidade ocorreram variações na concentração de Na + e redução da CEes e do ph no solo. Portanto, ao se tratar de uma área fertirrigada, com déficit de drenagem e flutuações do lençol freático, é esperado encontrar maior heterogeneidade nas camadas superficiais em relação às subsuperficiais. Logo, é importante não considerar a média dos valores das variáveis para adoção de práticas de manejo do solo, pois pode ocasionar prejuízos econômicos e desequilíbrio ambiental. O Coeficiente de Variação (CV), segundo Warrick e Nielsen (1980), foi médio para Na + e CEes, em todas as profundidades analisadas. Em relação ao ph este apresentou baixa variação, corroborando os resultados encontrados por Corá et al. (2004) e Mello et al. (2006), portanto o ph apresenta baixa variabilidade, o que indica uma distribuição homogênea. A partir dos modelos de semivariogramas, todas as variáveis analisadas apresentaram estrutura de dependência espacial, exceto ph, na profundidade de 0-20 cm (Tabela 2). Com base na classificação do Grau de Dependência (GD) de Cambardella et al. (1994), observa-se forte dependência espacial para CEes e Na +, em todas profundidades analisadas, o que indica baixa variabilidade espacial em função da continuidade, exceto para o Na + na camada de cm, que apresentou moderada dependência espacial.

4 Para o ph, obteve-se moderada variabilidade nas camadas de e 40-60cm. A variável ph, na profundidade de 0-20 cm, apresentou efeito pepita puro, ou seja, ausência total de dependência espacial, onde a variabilidade do fenômeno é aleatória, em que o alcance (a) é menor do que o menor espaçamento entre amostras (Vieira, 2000). Resultados semelhantes foram encontrados por Souza et al. (2000) em um solo aluvial do Projeto de Irrigação de Capoeira (São José do Bonfim, PB), onde a variável ph, nas camadas de 0-20 e cm, não apresentou estrutura espacial. O valor do efeito pepita (C 0 ) apresentou descontinuidade do semivariograma para distâncias menores do que a menor distância entre os pontos de coleta das amostras (Vieira, 2000). A variabilidade espacial das propriedades do solo pode ser afetada por fatores intrínsecos (fatores naturais, tais como origem do solo, materiais, influência da ascensão capilar do lençol freático, lâminas de fertirrigação, sazonalidade das variáveis climáticas e/ou drenagem deficiente) e extrínsecos (antropogênicas fatores, tais como práticas agrícolas). A CEes apresentou aumento no alcance com a profundidade do solo, corroborando Leão et al. (2009), que analisando a CEes de um Neossolo Flúvico no Perímetro Irrigado Engenheiro Arcoverde (Condado, PB), encontraram alcances de 45, 567 e 1301m para as camadas de 0-20, e cm, respectivamente. O Na + apresentou alcance maior na camada de cm, que nas camadas sobrejacentes. O maior valor de alcance foi ajustado para o ph (20-40cm) com 341,40m, enquanto o menor valor de alcance foi ajustado para CEes (0 20cm) com 16,80m. CONCLUSÕES O estudo da variabilidade espacial dos atributos que contribuem para a salinidade constituem uma ferramenta para a definição de estratégias de manejo edáfico. Com o aumento da profundidade ocorreram variações na concentração de Na + e redução da CEes e do ph no solo; O Na + e a CEes apresentaram forte dependência, exceto para o Na +, na camada de cm que apresentou moderada dependência, igual ao ph, porém com exceção na camada de 0-20 cm, que apresentou ausência total de dependência espacial. Os intervalos de semivariogramas indicaram distâncias de variabilidade espacial dos atributos compreendidas entre 16,80 e 341,40m. BIBLIOGRAFIA CAMBARDELLA, C. A.; MOOMAN, T.B.; NOVAK, J.M.; PARKIN, T.B.; KARLEM, D. L.; TURVO, R. F. & KONOPA, A. E. (1994) Field scale variability of soil properties in central Iowa soil. Soil Science of América Journal, Madison, v.47, p CARVALHO, J. R. P.; SILVEIRA, P. M.; VIEIRA, S. R. Geoestatística na determinação da variabilidade espacial de características químicas do solo sob diferentes preparos. Pesq. agropec. bras. vol.37, n.8, pp , CAVALCANTE, E. G. S.; ALVES, M. C.; SOUZA, Z. M.; PEREIRA, G. T. Variabilidade espacial de atributos físicos do solo sob diferentes usos e manejos. R. Bras. Eng. Agric. Ambiental. v. 15, n.3, p , 2011.

5 CORÁ, J. E.; ARAUJO, A. V.; PEREIRA, G. T.; BERALDO, J. M. G.. Variabilidade espacial de atributos do solo para adoção do sistema de agricultura de precisão na cultura de cana-de-açúcar. Rev. Bras. Ciênc. Solo. 2004, vol.28, n.6, pp EMBRAPA. Manual de métodos de análise do solo. 2º ed. Rio de Janeiro: 1997, 212p. GURGEL, M. T.; MEDEIROS de, J. F.; NOBRE, R. G.; NETO, F. C., SILVA, F. V. Evolução da salinidade no solo sob cultivo de melão irrigado com águas de diferentes salinidades. Revista de Biologia e Ciência da terra, v.3, n.2, 2º semestre, MELLO, G.; BUENO, C. R. P.; PEREIRA, G. T. Variabilidade espacial das propriedades físicas e químicas do solo em áreas intensamente cultivadas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.10, n.2, p , LEÃO, A. B.; CHAVES, L. H. G.;CHAVES, I. B.;GUERRA, O. C.; ANDRADE, A. R. S. Variabilidade espacial da salinidade do solo no Perímetro Irrigado Engenheiro Arcoverde, Condado, PB. Rev. Engenharia Ambiental - Espírito Santo do Pinhal, v. 6, n. 3, p , set./dez LYRA, M. R. C. C.; ROLIM, M. M.; SILVA, J. A. A. Toposseqüência de solos fertirrigados com vinhaça: contribuição para a qualidade das águas do lençol freático. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.7, n.3, p , REICHERT, J. M.; LIMA, C. L. R.; DALMOLIN, R. S. D.; REINERT, D. J,; GONÇALVES, C.; NUNES, M. Agregação de um Planossolo sistematizado há um ano e sob cultivo de arroz irrigado. Ciência Rural. 2006, vol.36, n.3, pp SANTOS, A.C.; SALCEDO, I. H.; GALVÃO, S.R. Relações entre uso do solo, relevo e fertilidade do solo em escala de microbacia. R. Bras. Eng. Agric. Ambiental. v.12, n.5, p , SOUZA, L. C.; QUEIROZ, J. E.; GHEYI, H. R. Variabilidade espacial da salinidade de um solo aluvial no semi-árido paraibano. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.4, n.1, p.35-40, TSCHIEDEL, M. & FERREIRA, M. F. Introdução à agricultura de precisão: conceitos e vantagens. Ciência. Rural, 32: , VIEIRA, S. R. Geoestatística em estudos de variabilidade espacial do solo. In: NOVAIS, R. F. et al. (Ed.). Tópicos em ciência do solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, v.1, p WARRICK, A.W.; NIELSEN, D.R. (1980) Spatial variability of soil physical properties in the field. In: HILLEL, D. Applications of soil physics. New York: Academic Press. Tabela 1. Medidas estatísticas das variáveis analisadas. Atributo Na (mmol c /kg) CEes (ds m -1 ) ph Prof (1) (cm) Mínimo 0,058 0,027 0,025 0,241 0,174 0,166 4,820 4,130 4,120 Máximo 0,167 0,119 0,175 0,786 0,461 0,430 6,730 5,870 5,700 Média 0,112 0,066 0,069 0,426 0,290 0,268 5,523 5,197 4,911 Mediana 0,110 0,066 0,060 0,396 0,282 0,263 5,480 5,290 4,950 Variância 0,001 0,001 0,001 0,017 0,006 0,005 0,222 0,172 0,131 CV (2) 21,199 35,352 48,194 30,192 27,395 27,109 8,526 7,978 7,369 Assimetria 0,503 0,425 1,341 0,932 0,641 0,551 0,533-0,711-0,157 Curtose 1,581-0,060 2,686 0,741-0,416-0,343 0,114 0,284-0,192 D (3) 0,171 Ln (4) 0,092 Ln 0,151 Ln 0,147 Ln 0,133 Ln 0,125 Ln 0,076 Ln 0,125 Ln 0,134 Ln (1) Profundidade ; (2) Coeficiente de Variação (%); (3) Desvio máximo em relação à distribuição normal por meio do teste Kolmogorov-Smirnov com probabilidade de erro a 5%; (4) Distribuição Lognormal.

6 Tabela 2. Parâmetros estimados dos semivariogramas ajustados para as variáveis estudadas. Atributo Prof.(1) (cm) Modelo C 0 (2) C 1 (3) a (4) (m) R 2 (5) GD (6) (%) 0-20 Exponencial 0, , ,20 0,266 5,21 Na (mmol c /kg) Exponencial 0, , ,40 0,087 3, Esférico 0, , ,90 0,529 34, Gaussiano 0, , ,80 0,025 0,14 CEes (ds m -1 ) Esférico 0, , ,10 0,738 0, Exponencial 0, , ,80 0,883 4, Efeito pepita puro* ph Exponencial 0, , ,40 0,653 32, Gaussiano 0, , ,02 0,883 33,63 (1) Profundidade; (2) Efeito pepita; (3) Variância estrutural; (4) Alcance; (5) Coeficiente de determinação; (6) Grau de dependência;* não permite ajuste.