Estudo da relação das propriedades do solo

O emprego da análise multivariada teve por objetivo compreender a relação das propriedades físicas e químicas do solo que se relacionam ou descrevem as

possíveis mudanças do estoque de carbono orgânico total e do nitrogênio total do solo, em plantações de eucalipto, de diferentes idades.

Para essa análise foi utilizado os dados das propriedades físicas e químicas do solo das plantações jovens (Santa Maria) e senis (Manoel Viana), agrupadas em 36 estratégias de avaliação (Tabela 1).

Tabela 1 - Estratégias de agrupamento dos dados representativos dos usos e camadas de solo, de Santa Maria e Manoel Viana, RS.

Estratégia Efeito avaliado Idade Camada de solo n° obs.

1 Idade CNa;CNb;Euc20; Euc44;Euc180;Euc240 1+2 48

2 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc240 3+4 48 3 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc240 5+6 48 4 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc.240 1 24 5 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc240 2 24 6 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc240 3 24 7 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc240 4 24 8 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc240 5 24 9 Idade CNa;CNb;Euc20:Euc44;Euc180;Euc240 6 24

10 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 1+2 48

11 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 3+4 48

12 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 5+6 48

13 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 1 24

14 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 2 24

15 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 3 24

16 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 4 24

17 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 5 24

18 Idade (CNa;CNb);(Euc20+Euc44)+(Euc180+ Euc240) 6 24

19 Camada de solo CNa (1+2);(3+4);(5+6) 24

20 Camada de solo CNb (1+2);(3+4);(5+6) 24

21 Camada de solo Euc20 (1+2);(3+4);(5+6) 24

22 Camada de solo Euc44 (1+2);(3+4);(5+6) 24

23 Camada de solo Euc180 (1+2);(3+4);(5+6) 24

24 Camada de solo Euc240 (1+2);(3+4);(5+6) 24

25 Camada de solo CNa 1;2;3;4;5;6 24

26 Camada de solo CNb 1;2;3;4;5;6 24

27 Camada de solo Euc20 1;2;3;4;5;6 24

28 Camada de solo Euc44 1;2;3;4;5;6 24

29 Camada de solo Euc180 1;2;3;4;5;6 24

30 Camada de solo Euc240 1;2;3;4;5;6 24

31 Camada de solo CNa e CNb (1+2);(3+4);(5+6) 48

32 Camada de solo Euc20 e Euc44 (1+2);(3+4);(5+6) 48

33 Camada de solo Euc180 e Euc240 (1+2);(3+4);(5+6) 48

34 Camada de solo CNa e CNb 1;2;3;4;5;6 48

35 Camada de solo Euc20 e Euc44 1;2;3;4;5;6 48

36 Camada de solo Euc180 e Euc240 1;2;3;4;5;6 48

em que CNa e CNb: campo nativo de Santa Maria e Manoel Viana, RS, respectivamente; Euc20:

Eucalyptus saligna com 20 meses; Euc44: E. grandis com 44 meses; Euc180: E. sp. com 180 meses;

Os agrupamentos, além de permitir aumentar o número de observações para cada variável, permitiram fazer avaliações relacionais da combinação de idade (jovens e senis) das plantações e das camadas de solo, ao longo do perfil, sobre as propriedades físicas e químicas ao estoque de carbono orgânico total e do nitrogênio total. Para essa análise foi utilizado o software Statistica 7®.

Inicialmente procedeu-se a Análise Fatorial e Análise de Componentes Principais, com a finalidade de explicar o conjunto de dados em um menor número de dimensões. A primeira teve por objetivo resumir ou sintetizar as informações contidas no conjunto das variáveis analisadas, a partir das inter-relações das propriedades do solo, explicando essas variáveis em um menor número de fatores ou grupos homogêneos. Ela permitiu destacar quais variáveis são importantes e quais são redundantes para a construção da interpretação sobre as diferenças entre os usos e camadas de solo.

Já a segunda, pode ser considerada um modelo fatorial de extração dos fatores a partir dos autovetores da matriz de correlação. Ela visa reduzir e facilitar a interpretação por meio da construção das combinações lineares das propriedades físicas e químicas, obtendo a relação das variáveis com o carbono orgânico total e o nitrogênio total, a partir da combinação das variáveis originais. Além de estudar as correlações entre as variáveis, a Análise de Componentes Principais também permitiu estabelecer funções que expliquem o máximo da variação dos dados em um menor número possível de relações, ou seja, na formação de grupos de variáveis comuns.

Segundo Mardia et al. (1994), a Análise Fatorial assim como a Análise de Componentes Principais buscam explicar a correlação de um conjunto de variáveis em um número menor de dimensões. Além de que, a Análise de Componentes Principais separa as variáveis, destacando as diferenças entre os grupos. Ela procura formar combinações lineares que resumem os dados, com uma perda mínima de informações, transformando o conjunto das variáveis em um novo conjunto de variáveis, correlacionadas.

Conhecendo os grupos formados pela Análise Fatorial e pela Análise de Componentes Principais realizou-se a avaliação individual das propriedades físicas e químicas do solo em cada estratégia de avaliação, a partir do teste não paramétrico de Kruskall-Wallis. O objetivo desse teste foi verificar a capacidade discriminante, individual, das propriedades físicas e químicas do solo entre pelo menos dois grupos

em cada estratégia. As propriedades significativas ao nível de 0,05, selecionadas por esse teste foram avaliadas posteriormente pela Análise Discriminante. O objetivo da Análise Discriminante foi conhecer quais dessas propriedades do solo maximizam a capacidade discriminante dos grupos em cada estratégia de avaliação. Além disso, a análise visou compreender as diferenças entre grupos, ou identificar qual/quais propriedades melhor discriminam a diferença ou heterogeneidade entre os grupos.

Para Gerhardt et al. (2001), a Análise Discriminante permite estudar as diferenças entre os grupos evidenciando quais variáveis são responsáveis por essa diferenciação. Além de que, para Sausen (2011), essa análise maximiza a discriminação entre áreas e minimiza o número de variáveis necessárias. A base do método está centrada na minimização do Lambda-wilks.

Em sequência, utilizou-se a Distância de Mahalanobis (D2) a fim de avaliar o poder de similaridade, ou seja, o grau de igualdade ou diferença entre os grupos, considerando a intercorrelação de variáveis.

E por fim, nas estratégias de avaliação em que o carbono orgânico total e o nitrogênio total não foram significativos ao nível de 0,05 pelo teste de Kruskall-Wallis e pela Análise Discriminante foi aplicado a análise de variância MANOVA. Com a aplicação da MANOVA, avaliou-se o grau de importância do carbono orgânico total e do nitrogênio total quando incluídas no rol de propriedades do solo discriminantes dos grupos avaliados em cada estratégia. Essa avaliação foi feita pela análise do valor de Lamdba-Wilks. Para isso, consideraram-se somente as propriedades físicas e químicas selecionadas significativamente pelo teste de Kruskall-Wallis e pela Análise Discriminante, em cada estratégia de agrupamento.