DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DA NECESSIDADE DE CALAGEM, FOSFATAGEM E POTASSAGEM EM UMA LAVOURA DE PIMENTA-DO-REINO

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1 DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DA NECESSIDADE DE CALAGEM, FOSFATAGEM E POTASSAGEM EM UMA LAVOURA DE PIMENTA-DO-REINO Eduardo Oliveira de Jesus Santos 1 ; Ivoney Gontijo 2 ; Lucas Rodrigues Nicole 1 1 Graduando em Agronomia do Centro Universitário do Norte do Espírito Santo da Universidade Federal do Espírito Santo (CEUNES/UFES). Rodovia BR 101 Norte, Km 60, Bairro Litorâneo, CEP: , São Mateus - ES, Brasil. eduardoliviera@hotmail.com 2 Professor, Doutor, CEUNES/UFES. Rodovia BR 101 Norte, Km 60, Bairro Litorâneo, CEP: , São Mateus - ES, Brasil Recebido em: 06/05/2013 Aprovado em: 17/06/2013 Publicado em: 01/07/2013 RESUMO As recomendações de insumos no Brasil são baseadas nos teores médios de fertilidade do solo, os quais podem ser superestimados ou subestimados. A aplicação correta do conhecimento da variabilidade espacial dos atributos químicos e físicos do solo, por meio das ferramentas da geoestatística, podem otimizar aplicação de fertilizantes e corretivos, reduzindo os impactos ambientais proporcionado pela agricultura. O presente trabalho teve por objetivo descrever a variabilidade espacial da necessidade de calagem, fosfatagem e potassagem para atender as exigências nutricionais de uma lavoura de pimenta-do-reino (Piper nigrum L.) O experimento localiza-se no município de São Mateus, região norte do estado do Espírito Santo. Instalou-se malha retangular de 50 x 120 m (6.100 m 2 ) com 69 pontos, com distância mínima de 5 m. Em cada ponto foram coletadas amostras de solo, na profundidade de 0-20 cm, para análise química do solo dos atributos químicos, com o intuito de determinar as necessidades de calagem, fosfatagem e potassagem, utilizou-se o Manual de Recomendação de Calagem e Adubação para os Estado do Espírito Santo. Os dados foram submetidos à análise geoestatística. Todas as variáveis em estudo apresentaram dependência espacial moderada. A variabilidade espacial das variáveis estudadas proporcionou a recomendação dos insumos em taxas diferenciadas, que proporcionará uma otimização do uso de corretivos e fertilizantes. PALAVRAS-CHAVE: insumos agrícolas, geoestatística, aplicação diferenciada. SPATIAL DISTRIBUTION OF LIMESTONE, PHOSPHATE AND POTASSIUM NEEDS IN A BLACK PEPPER PLANTATION ABSTRACT The inputs recommendations in Brazil are based on average levels of soil fertility, which may be overestimated or underestimated. The correct use of knowledge of spatial variability of the soil physical and soil chemical attributes can optimize application of fertilizers and, reducing environmental impacts. The purpose of this ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p

2 work was to describe the spatial variability the liming, phosphate and potassium needs to meet the nutritional requirements a crop of black pepper (Piper nigrum L.). It installs to a rectangular mesh of 50 x 120 m (6,100 m 2 ) with 69 points, with minimum distance of 5 m in São Mateus, state of Espirito Santo, Brazil. At each point were collected soil samples, at a depth of 0-20 cm, for chemical analysis of soil chemical attributes, in order to determine the liming, phosphate and potassium needs was used Book of Recommendation Liming and Fertilization for the State of Espirito Santo. The data were subjected to geostatistical analysis. All variables studied showed moderate spatial dependence. The spatial variability of studies variables provided the inputs recommendation in different rates, which provide an optimal use of fertilizers and corrective of soil acidity. KEYWORDS: agricultural input, geostatistics, differentiated application. INTRODUÇÃO A pimenta-do-reino (Piper nigrum L.) é uma trepadeira originária da Índia, cultivada a pleno sol. A produção brasileira da cultura da pimenteira-do-reino, de acordo com pesquisas realizadas pelo IBGE (2013) atingiu, na safra 2011, cerca de 44 mil toneladas das quais cerca de 15% da produção provém do estado do Espírito Santo, explorando uma área superior a ha. O cultivo de pimenta-do-reino em solos com características de baixa fertilidade e elevada acidez, pode comprometer a produtividade da cultura. VELOSO et al., (1995), observaram que o alumínio em altas concentrações pode diminuir rendimento de matéria seca dos grãos e absorção dos nutrientes, além de retardar o crescimento radicular da cultura de pimenta-doreino. Torna-se indispensável o uso de fertilizantes que proporcionará ao solo de baixa fertilidade fornecer nutrientes em proporções adequadas para atender as exigências nutricionais da cultura, favorecendo assim o aumento da produtividade. Devido ao crescimento do cultivo da cultura da pimenta-do-reino no estado do Espírito Santo, torna-se necessário à utilização de novas tecnologias para o conhecimento da variabilidade espacial de atributos do solo e da planta, que podem muito contribuir para o planejamento e tomadas de decisões (LIMA et al., 2007). As recomendações de insumos no cenário nacional são baseadas nos teores médios de fertilidade do solo, os quais podem ser superestimados ou subestimados. A aplicação correta do conhecimento da variabilidade espacial dos atributos químicos e físicos do solo, por meio das ferramentas da geoestatística, podem otimizar aplicação de fertilizantes e corretivos, reduzindo os impactos ambientais proporcionado pela agricultura (CAVALCANTE et al., 2007). Alguns estudos têm sido desenvolvidos visando conhecer o comportamento espacial da necessidade de insumos a taxas variáveis em diferentes lavouras (BARBIERI et al., 2008; CAMPOS et al., 2008; RAGAGNIN et al.,2010; DELALIBERA et al., 2012; DALCHIAVON et al., 2013). Métodos geoestatísticos têm recebido considerável atenção nas ciências agrárias nos últimos anos, sendo utilizada para quantificar a variabilidade espacial em diferentes atributos do solo (GONTIJO et al., 2011). A variabilidade espacial apresenta-se como uma ótima ferramenta para auxiliar o manejo da cultura da pimenta-do-reino. Estudos geoestatísticos com auxílio de semivariogramas experimentais têm comprovado a dependência espacial da necessidade de calagem ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p

3 e fosfatagem (SOUZA et al., 2007). Neste caso, a krigagem é adequada para avaliar a distribuição espacial dessas práticas por meio do mapeamento desses atributos. O presente trabalho teve por objetivo descrever a variabilidade espacial da necessidade de calagem, fosfatagem e potassagem para atender as exigências nutricionais de uma lavoura de pimenta-do-reino (Piper nigrum L.). MATERIAL E METODOS Conduziu-se o experimento em uma lavoura de pimenta-do-reino da variedade Bragantina, plantada no espaçamento 3,0 x 1,8 m (1.852 plantas ha -1 ) em regime de irrigação por microaspersão, localizado no norte do estado do Espírito Santo, no município de São Mateus-ES. As coordenadas geográficas são de latitude Sul e de longitude oeste, com uma a ltitude de 30 m. Sendo o solo classificado como Latossolo Amarelo distrófico típico (EMBRAPA, 2006) e de textura argilo-arenosa, com teores de argila, silte e areia, de 344, 113 e 543 g kg -1, respectivamente. As análises de solo foram realizadas no Laboratório Agronômico de Análise de Solo, Folha e Água (LAGRO) do Centro Universitário Norte do Espírito Santo da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Instalou-se uma malha retangular de 50 x 122 m (6.100 m 2 ) com 69 pontos, com distância mínima de 5 m (Figura 1); para georreferenciamento da área foi utilizado um par de receptores GPS TechGeo, modelo GTR G2 geodésico cujos dados, após serem processados pela Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC) do IBGE, apresentaram precisão de 10 mm + 1 ppm. Em cada ponto foram coletadas amostras de solo, na profundidade de 0,0-0,20 m, para análise química do solo dos atributos químicos de acordo com EMBRAPA (1997). Para a determinação das necessidades de calagem, fosfatagem e potassagem utilizou-se o Manual de Recomendação de Calagem e Adubação para os Estado do Espírito Santo (PREZOTTI et al., 2007). Para o cálculo da necessidade de calagem utilizou-se o método da saturação por bases, elevando o valor da saturação por bases para 70 %, considerou-se um calcário com PRNT de 100 %. Para o cálculo da necessidade de fosfatagem e potassagem foram consideradas as necessidades de P 2 O 5 e K 2 O respectivamente em cada ponto amostral, em seguida os valores foram convertidos em kg ha Sul - Norte, m Oeste - Leste, m FIGURA 1 Esquema de amostragem realizada na área experimental. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p

4 Os resultados foram submetidos à análise exploratória dos dados por meio da estatística descritiva, observando as seguintes medidas: média aritmética, mediana, variância amostral, desvio padrão, coeficiente de variação, assimetria e curtose. A normalidade foi testada pelo teste Shapiro-Wilk à 5% de probabilidade, por meio do software estatístico Action v. 2.3 (ACTION DEVELOPMENT CORE TEAM, 2012). Os dados foram submetidos à análise geoestatística, com o objetivo de se definir o modelo de variabilidade espacial dos atributos do solo envolvidos nesse estudo, obtendo-se, assim, os semivariogramas, e posteriormente, o mapeamento de cada variável em estudo. A análise da dependência espacial foi realizada pela geoestatística, com auxílio do programa computacional GS+ Versão 7 (GAMMA DESIGN SOFTWARE, 2004), que realiza os cálculos das semivariâncias amostrais, cuja expressão pode ser encontrada em VIEIRA et al., (1983): n(h) 2 [z(x i + h) z(x i )] γ (h) = i = 1 (1) 2n(h) em que: n(h) número de pares amostrais [z(xi); z(xi+ h)] separados pelo vetor h, sendo z(xi) e z(xi+ h), valores numéricos observados do atributo analisado, para dois pontos xi e xi + h separados pelo vetor h. Os dados foram interpolados por meio da técnica da krigagem, a qual utiliza os parâmetros do semivariograma. Em caso de dúvida entre mais de um modelo para o mesmo semivariograma, considerou-se o maior valor do coeficiente de correlação obtido pelo método de validação cruzada e menor SQR (soma de quadrados do resíduo). Foi calculada a razão de dependência espacial (GD), que é a proporção em percentagem do componente estrutural (C) em relação ao patamar (Co+C), dada pela equação 2: C GD = 100 (2) Co + C De acordo com ZIMBACK (2001), apresenta a seguinte proporção: (a) dependência fraca < 25%; (b) dependência moderada de 25 a 75% e (c) dependência forte > 75%. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 são apresentados os resultados referentes à análise estatística para a necessidade de calagem, fosfatagem e potassagem na lavoura de pimentado-reino. Verifica-se que os valores do coeficiente de assimetria e curtose estão próximos de zero para necessidade de calagem e potassagem, indicando distribuição simétrica dos dados, resultados semelhantes foram encontrados por OLIVEIRA et al., (2008). Porém, nenhuma das variáveis em estudo foi significativa pelo teste de normalidade de Shapiro Wilk, à 5% de probabilidade. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p

5 Segundo ISAAKS & SRIVASTAVA (1989), mais importante que a normalidade dos dados é a ocorrência do efeito proporcional em que a média e a variância dos dados não sejam constantes na área de estudo, tendo em vista que os semivariogramas apresentam patamares bem definidos. TABELA 1 Estatística descritiva dos dados de necessidade de calagem, fosfatagem e potassagem obtidos a partir de 69 amostras. Estatística NC NF NP Descritiva kg ha Média 1627,49 42,04 145,92 Mediana 1406,79 33,34 133,36 VA ,68 315,56 264,86 DP 993,31 17,76 16,27 CV 61,03 42,25 11,15 Máximo 3680,65 100,02 166,7 Mínimo 0,0 33,34 133,36 Assimetria 0,31 1,88 0,50 Curtose -1,02 2,62-1,78 p-valor 0,02 ns 1, ns 3, ns NC Necessidade de calagem; NF Necessidade de fosfatagem (P 2O 5); NP Necessidade de potassagem (K 2O); DP Desvio padrão; VA Variância amostral; CV Coeficiente de variação; ns Não significativo pelo teste de Shapiro-Wilk a 5% de probabilidade. O coeficiente de assimetria é uma medida utilizada para demonstrar como e quanto a distribuição de frequência se afasta da simetria: se o coeficiente de assimetria > 0, a distribuição é assimétrica à direita; se o coeficiente de assimetria < 0, a distribuição é assimétrica à esquerda e, se o coeficiente de assimetria = 0, a distribuição é simétrica (GUIMARÃES, 2000). Valores positivos de assimetria, conforme encontrados para todas as variáveis em estudo indicam distribuição assimétrica à direita. De acordo com o critério de classificação do coeficiente de variação (CV) proposta por WARRICK & NIELSEN (1980), observou-se que a NC, NF e NP apresentou CV alto, médio e baixo, respectivamente. Resultados semelhantes foram encontrados por OLIVEIRA et al., (2008) para a necessidade de calagem e potassagem do solo. Todas as necessidades de aplicação de insumos agrícolas apresentaram dependência espacial, a qual é expressa por meio dos ajustes aos modelos de semivariogramas (Tabela 2 e Figura 2). Os modelos que melhor se ajustaram aos semivariogramas das variáveis foram: o esférico para necessidade de calagem, concordando com SOUZA et al. (2007) e para a necessidade de fosfatagem. E o modelo exponencial foi o que melhor representou a necessidade de potassagem. Todas as variáveis apresentaram o coeficiente de determinação acima de 0,806, ou seja, 80,6% da variabilidade existente nos valores da semivariância estimada são explicadas pelos modelos ajustados. E o coeficiente de validação cruzada variou entre 0,570 0,946. Com base na classificação de ZIMBACK (2001) observa-se, na Tabela 2, que as necessidades de calagem, fosfatagem e potassagem possuem grau de dependência espacial moderada. Resultados semelhantes foram encontrados por OLIVEIRA et al., (2008) para necessidade de calagem, potassagem e fosfatagem ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p

6 por SOUZA et al., (2007) para a necessidade de calagem. Verifica-se que a necessidade de potassagem obteve o maior alcance (153,9 m), enquanto que a necessidade de fosfatagem o menor (82,26 m). Na prática, o alcance ajustado (A 0 ) pelo modelo exponencial é três vezes o seu valor definido (51,3m), ou seja, é de 153,9 m. À distância em que há correlação entre pontos amostrais é definida como alcance da dependência espacial, ou seja, os pontos localizados numa área de raio igual ao alcance são mais homogêneos entre si do que com aqueles localizados fora dessa área. TABELA 2 Modelos e parâmetros estimados dos semivariogramas experimentais para necessidade de calagem, fosfatagem e potassagem da lavoura de pimenta-do-reino. Parâmetros NC NF NP kg ha Modelo Esférico Esférico Exponencial EP (C o ) ,0 153,04 139,30 P (C o +C) ,0 379,86 278,70 SQR 1, , GD 0,603 0,597 0,500 rcv 0,946 0,570 0,650 R 2 0,970 0,806 0,841 Alcance (m) 83,0 82,26 153,90 NC Necessidade de calagem; NF Necessidade de fosfatagem (P 2O 5); NP Necessidade de potassagem (K 2O); EP Efeito pepita; P Patamar; SQR Soma de quadrado de resíduo; rcv Coeficiente de validação cruzada; R 2 Coeficiente de determinação. De acordo com as recomendações do Manual de Calagem e Adubação para o Estado do Espírito Santo (PREZOTTI et al., 2007), observa-se na Figura 3.A uma tendência de maiores necessidade de calagem no leste da lavoura. Em relação à NP, verificam-se altas necessidades nas extremidades leste e oeste, enquanto que a necessidade de fosfatassagem necessita de menores quantidades na maior parte da área experimental (Figura 3 B e C). Semivariância (kg ha -1 ) 2 (A) (B) (C) Distância (m) FIGURA 2 Modelos de semivariogramas ajustados para necessidade de calagem (A), necessidade de fosfatagem (B) e necessidade de potassagem (C). ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p

7 Observa-se que comumente ocorrem aplicações de insumos de maneira heterogênea nas glebas, pois não é comum utilizar aplicações a taxa variável. Desse modo, haverá uma superestimativa da doses em determinadas regiões da gleba em detrimento a regiões que receberam subdoses, comprometendo a produtividade da lavoura. 50 (A) 50 (B) kg ha -1 kg ha (C) kg ha -1 0 FIGURA 3 Mapas para necessidade de calagem (A), necessidade de fosfatagem (B) e necessidade de potassagem (C) da lavoura de pimenta-do-reino. As distâncias estão em metros. CONCLUSÃO As variáveis em estudo apresentaram dependência espacial moderada. A necessidade de potassagem obteve o maior alcance (153,9 m), enquanto que a necessidade de fosfatagem o menor (82,26 m). A variabilidade espacial das variáveis proporcionou a recomendação dos insumos em taxas diferenciadas, que proporcionará aumento da produtividade da lavoura de pimenta-do-reino. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a Eliseu Bonomo pela cessão da área de estudo; e à FAPES pela concessão de bolsa ao primeiro autor. REFERÊNCIAS ACTION DEVELOPMENT CORE TEAM. ACTION ESTATCAMP - São Carlos, ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, N.16; p

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