Variabilidade espacial das propriedades físicas do solo em primeiro ano de colheita de cana-de-açúcar / Spatial variability of physical soil in first cane sugar crop year

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 6, n. 5, p. 27667-27682 may. 2020. ISSN 2525-8761

Variabilidade espacial das propriedades físicas do solo em primeiro ano de

colheita de cana-de-açúcar

Spatial variability of physical soil in first cane sugar crop year

DOI:10.34117/ bjdv6n5-278

Recebimento dos originais: 20/04/2020 Aceitação para publicação: 14/05/2020

Murilo Lopes dos Santos

Engenheiro Agrônomo formado pelo Instituto Federal Goiano - Campus Ceres Louis Dreyfus Company Brasil S.A.

Av. Cel. Gaspar Qd. 28 Lt. 01 Sala 01 - Setor Sul I, CEP 76.400-000, Uruaçu-GO. E-mail: murilolopes500@gmail.com

Ariel Muncio Compagnon

Doutor em Agronomia pela Universidade Estadual Paulista Campus de Jaboticabal Professor do Instituto Federal Goiano Campus Ceres

Rodovia GO-154, Km 03, s/n, Ceres - GO, 76300-000 E-mail: ariel.compagnon@ifgoiano.edu.br

Altamir Matias Pimenta Neto

Engenheiro Agrônomo pelo Instituto Federal Goiano Campus Ceres Rodovia GO-154, Km 03, s/n, Ceres - GO, 76300-000

E-mail: altamir.neto18@gmail.com

Fernando Henrique Arriel

Engenheiro Agrônomo e Mestre em Irrigação no Cerrado pelo Instituto Federal Goiano Campus Ceres

Rua Mangaba, Número 178, Bela Vista, Rubiataba – GO, CEP: 76350-000 E-mail: fernandoarriel.eng.agro@gmail.com

Pedro Henrique Martins Cintra

Engenheiro Agrônomo e Mestre em Irrigação no Cerrado pelo Instituto Federal Goiano Campus Ceres

Avenida Rifania, Quadra C Lote 18, Setor Abreu, Formosa - GO, CEP: 73803-040 E-mail: pedrocintra.agro@gmail.com

RESUMO

O tráfego de máquinas pesadas na colheita mecanizada de cana-de-açúcar vem sendo responsável por acréscimo na compactação do solo, que é um fator limitante no ciclo de vida do canavial e na produtividade. O experimento foi realizado em uma área da usina Cooper Rubi, no município de Nova Glória - GO, objetivando avaliar espacialmente as propriedades físicas do solo cultivado com cana-de-açúcar em primeiro ano de colheita mecanizada, na linha e entrelinha de cultivo. Foram avaliadas a resistência mecânica do solo à penetração (RMSP) medida por meio do índice de cone (IC), nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20, 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m, bem como a densidade e umidade do solo nas camadas de 0,00-0,15 e 0,15-0,30 m. Seguiu-se uma malha amostral com 50 pontos espaçados em 30x30 m após a colheita da cana-de-açúcar. Os dados foram submetidos a análise descritiva e geoestatística, para geração de variogramas e confecção de mapas de

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variabilidade espacial pelo método de krigagem. Houve acréscimo da RMSP na entrelinha nas camadas de 0,10-0,20, 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m e em algumas faixas na linha de plantio nas camadas de 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m. O Teor de Água no solo influenciou na mensuração da RMSP nas camadas mais profundas do solo. A Densidade do Solo está abaixo do nível crítico, demonstrando que as propriedades físicas do solo não foram afetadas.

Palavras-chave: Geoestatística, GPS, Mapas de variabilidade, Mecanização agrícola. ABSTRACT

Heavy machinery traffic in the mechanized harvest of sugar cane has been responsible for adding to the soil compaction, which is a limiting factor in the life cycle of sugarcane and productivity. The experiment was carried out in an area of the Cooper Ruby plant in the municipality of Nova Gloria - GO, aiming to spatially evaluate the physical properties of the soil cultivated with sugar cane in the first year of mechanized harvest, in the line and leading of cultivation. The mechanical resistance of the soil to the penetration (RMSP) measured by means of the cone Index (IC) was evaluated, in the layers of 0.10; 0.10-0.20, 0.20-0.30 and 0.30-0,40 m, as well as soil density and humidity in the layers of 0.00-0.15 and 0.00-0.15-0.30 m. A sample mesh was followed with 50 points spaced in 30x30 m after the sugar cane harvest. The data were submitted to descriptive and geostatistical analysis, for the generation of variograms and the preparation of spatial variability maps by the Kriging method. There was an increase in the RMSP to the leading penetration in the layers of 0.10-0.20, 0.20-0.30 and 0.30-0.40 m and in some tracks in the planting line in the layers of 0.20-0.30 and 0.30-0.40 m. The water content in the soil influenced the measurement of RMSP in the Deeper layers of soil. Soil density is below the critical level, demonstrating that the physical properties of the soil have not been affected.

Keywords: Normative Regulation 18, Civil Construction, Cost analysis.

1 INTRODUÇÃO

O setor sucroenergético apresenta grande importância econômica e social, sendo o Brasil, o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, e seus produtos, açúcar, etanol, aguardente e, mais recentemente, a eletricidade e os bioplásticos exercem papel fundamental na economia nacional e internacional (PEREIRA, 2014). Sua grande importância no setor de produtivo brasileiro é confirmada através do volume de produção, que segundo a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), foi de 642,7 milhões de toneladas para safra 2019/20 (CONAB, 2020).

Segundo SEVERIANO et al. (2010), a realização da colheita da cana-de-açúcar em diferentes períodos da safra canavieira, com diferentes conteúdos de água no solo, mesmo realizada na zona de friabilidade, pode provocar compactação adicional do solo, sendo que o tráfego intensivo de máquinas é o principal responsável pelo aumento da densidade e resistência do solo (SILVA et al., 2011).

O estresse físico pode ser caracterizado pelo inadequado suprimento de água, pelo impedimento mecânico à penetração de raízes, por condições de anaerobiose ou pela temperatura do solo inadequada. Densidade, porosidade e resistência mecânica do solo à penetração (RMSP) são

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atributos que auxiliam na avaliação do estresse físico que interfere no desenvolvimento do sistema radicular. O crescimento de raízes é inibido em camadas de solo extremamente adensadas em função da elevada resistência à penetração, da aeração deficiente, do baixo movimento de nutrientes e água, além da formação de locais onde se acumulam gases tóxicos e exsudados de raízes (LIMA, 2014).

Os níveis críticos de RMSP para o crescimento radicular das plantas, variam com o tipo de solo e a espécie cultivada (MARTINS et al., 2009). Em decorrência da colheita mecanizada, a compactação pode promover reduções superiores a 50% no volume de macroporos do solo, sendo importante o conhecimento da RMSP, pois permite identificar as condições nas quais poderá ocorrer impedimento ao crescimento radicular das plantas (LIMA et al., 2013).

A predição e o mapeamento da variabilidade espacial de atributos agrícolas possibilitam racionalizar o manejo agrícola e concorrem para o aumento da sustentabilidade da agricultura. No entanto, estudos com esse objetivo requerem a retirada e a análise de grande número de amostras e, portanto, têm alto custo (PELUCO et al., 2015). Em contrapartida, possibilita o acompanhamento de uma área com maior minuciosidade, podendo assim se efetuar correções mais específicas. A amostragem sistemática do solo é uma alternativa que visa identificar a variabilidade espacial de suas propriedades dentro do contexto da agricultura de precisão. Dessa forma, a agricultura de precisão pode aplicar os princípios da geoestatística para caracterizar a variabilidade espacial dos atributos que fazem parte dos fatores de produção agrícola, como o mapeamento de camadas compactadas do solo (GÜLSER & CANDEMIR, 2012).

O trabalho teve como objetivo avaliar espacialmente as propriedades físicas do solo cultivado com cana-de-açúcar em primeiro ano de colheita mecanizada, na linha e entrelinha de cultivo, por meio da densidade do solo e resistência mecânica do solo à penetração.

2 MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi implantado no ano agrícola 2016/2017, em área cultivada pela usina Cooper Rubi, localizada no município de Nova Glória - GO, em cana planta com a variedade RB865536. As características texturais do solo sob o cultivo de cana-de-açúcar, obtido método da pipeta (EMBRAPA, 1997) foram de: Areia 61,07%, Silte 14,62% e Argila 24,28%, em classe textural caracterizado como Franco-Argilo-Arenosa.

Após a colheita, foi mensurada a Resistência Mecânica do Solo à Penetração (RMSP) por um penetrógrafo eletrônico, marca Eijkelkamp modelo Penetrologger, nas camadas de 0,00-0,10 m; 0,10-0,20 m; 0,20-0,30 m e 0,30-0,40 m por meio da avaliação de índice de cone (IC), na entrelinha e linha de plantio.

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As análises de densidade do solo (Ds) foram coletadas na entrelinha e linha por meio do anel de Kopeck, nas camadas de 0,00-0,15 m e 0,15-0,30 m, e o teor de água no solo (TA) nas camadas de 0,00-0,15 m e 0,15-0,30 m na entrelinha e linha, determinado pelo método gravimétrico (EMBRAPA, 1997).

Para mensurar as propriedades físicas do solo, utilizou-se uma malha amostral composta de 50 pontos com espaçamento de aproximadamente 30x30 m, sendo a localização geográfica de cada ponto obtida por meio de GPS (Global Positioning System) acoplado ao penetrógrafo.

Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva onde foram calculadas as medidas de tendência central (média, mediana), medidas de dispersão (amplitude, desvio padrão e coeficiente de variação), medidas de assimetria, medidas de curtose e teste de normalidade (Anderson-Darling) pelo programa Minitab 16.

Realizou-se a análise geoestatística para verificar a dependência espacial dos parâmetros analisados entre as amostras, estimando e caracterizando a dependência espacial de forma sistemática ou aleatória para cada uma das variáveis, utilizando-se modelos de semivariogramas. A seleção foi realizada com base no menor valor da soma de quadrados do resíduo (SQR) e melhor valor do coeficiente de determinação (R2), nos quais foram testados os modelos esférico, exponencial, gaussiano e linear, e a validação dos semivariogramas foi definida a partir do método de isolinhas, em todos os modelos ajustados, indicando que existe um padrão na distribuição dos dados e na variabilidade em todas as direções.

Para os semivariogramas foram determinados os seguintes parâmetros: efeito pepita (C0); patamar (C0 + C) e alcance da dependência espacial (a). A relação entre a variância (C) e o patamar (C0 + C) se determina o avaliador da dependência espacial (ADE), que foi classificado de acordo com DALCHIAVON et al. (2012), como: < 0,20 variável espacial de muito baixa dependência (MBD), entre 0,20 e 0,40 baixa dependência (BD), entre 0,40 e 0,60 média dependência (MD), entre 0,60 e 0,80 alta dependência (AD) e entre 0,80 e 1 muito alta dependência (MAD). Utilizou-se ainda a técnica da validação cruzada para que fosse possível distinguir a qualidade dos modelos ajustados. Após a estimação dos semivariogramas experimentais e o ajuste dos modelos teóricos, foi realizada a interpolação dos dados pelo método da krigagem para locais não amostrados (LIMA et al., 2010), e posterior confecção dos mapas utilizando os programas Surfer e Gs+.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados da estatística descritiva para as variáveis Índice de Cone (IC), Densidade do Solo (Ds) e Teor de Água (TA) na entrelinha e linha de plantio, estão apresentados na Tabela 1.

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Tabela 1 - Parâmetros da estatística descritiva para Índice de Cone (IC), Densidade do Solo (Ds) e Teor de Água (TA)

na entrelinha e linha de cultivo

Variáveis Média Mediana A(1) σ(2) CV(3) Cs(4) Ck(5) AD(6)

IC entrelinha 0,00-0,10 m _0,97 _0,75 _2,05 _0,55 _56,59 _1,25 _0,66 _2,75A IC entrelinha 0,10-0,20 m _1,79 _1,64 _3,13 _0,78 _43,45 _1,23 _0,87 _2,16A IC entrelinha 0,20-0,30 m _1,84 _1,68 _3,32 _0,71 _38,69 _1,14 _1,18 _1,34A IC entrelinha 0,30-0,40 m _1,67 _1,56 _2,60 _0,60 _35,89 _1,06 _0,78 _1,60A IC linha 0,00-0,10 m _0,51 _0,48 _1,04 _0,22 _43,85 _0,72 _0,55 _0,62N IC linha 0,10-0,20 m _0,93 _0,82 _2,00 _0,42 _45,66 _0,96 _0,96 _0,88A IC linha 0,20-0,30 m _1,48 _1,45 _2,68 _0,51 _34,48 _0,86 _1,72 _0,76A IC linha 0,30-0,40 m _1,59 _1,40 _2,83 _0,62 _39,07 _0,99 _0,57 _1,72A TA entrelinha 0,00-0,15 m _25,45 _26,03 _29,19 _4,49 _17,65 _-1,56 _5,82 _1,51A TA entrelinha 0,15-0,30 m _24,50 _24,44 _17,56 _3,16 _12,91 _-0,05 _1,38 _0,42N TA linha 0,00-0,15 m _23,21 _24,47 _25,85 _4,19 _18,07 _-0,98 _2,98 _1,06A TA linha 0,15-0,30 m _22,53 _22,81 _9,32 _2,35 _10,43 _{-0,46 -0,30 0,41}N Ds entrelinha 0,00-0,15 m _1,48 _1,48 _0,32 _0,07 _5,21 _{-0,07 -0,48 0,16}N Ds entrelinha 0,15-0,30 m _1,55 _1,56 _0,68 _0,12 _7,83 _-0,56 _1,74 _0,34N Ds linha 0,00-0,15 m _1,35 _1,36 _0,76 _0,14 _11,02 _-0,87 _1,59 _0,62N Ds linha 0,15-0,30 m _1,46 _1,48 _0,72 _0,12 _8,84 _-1,37 _3,70 _0,87A

(1)_{: amplitude; σ}(2)_{: desvio padrão;}(3)_{: coeficiente de variação (%);}(4)_{: coeficiente de assimetria;}(5)_{: coeficiente de curtose;} (6)_{: valor do teste de normalidade de Anderson-Darling;}A_{: distribuição Assimétrica;}N_{: distribuição Normal.}

Os dados de medidas de tendência central (média e mediana) encontram-se próximos entre si, demonstrando que a dispersão dos dados foi baixa em relação a sua posição central, confirmando assim que os dados amostrados para IC linha 0,00-0,10 m, TA entrelinha 0,15-0,30, linha 0,15-0,30 m e Ds entrelinha 0,00-0,15 e 0,15-0,30 e linha 0,15-0,30 m são os que possuem os valores de média próximos de sua mediana, e a dispersão é confirmada na sua distribuição normal ou simétrica, segundo o teste de normalidade de Anderson-Darling. Já para as demais variáveis, a distribuição dos dados foi assimétrica.

Mesmo os valores das medidas de tendência central se apresentando próximos um do outro, as medidas de dispersão foram consideradas altas, principalmente para o coeficiente de variação. Segundo os critérios de avaliação de Pimentel-Gomes (2009), são baixos quando menor que 10%, enquadrando a Ds entrelinha 0,00-0,15, 0,15-0,30 m e linha 0,15-0,30 m; médio, entre 10 e 20%, onde estão TA entrelinha e linha 0,00-0,15 e 0,15-0,30 m e Ds linha 0,00-0,15 m; e muito alto, quando superior a 30%, nos quais se encaixam as variáveis IC na entrelinha e linha 0,00-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m.

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Houve distribuição assimétrica com alongamento da curva mais à direita (coeficiente de assimetria positivo), indicando que há acúmulo de pontos abaixo da média que tendem a se afastar da mesma, para todas as profundidades de IC na entrelinha e na linha (Tabela 1). E também foi observado coeficientes de curtose positivos, indicando distribuição leptocúrtica, ou seja, maior probabilidade de ter valores extremos e próximos à média, para maioria das variáveis estudadas, exceto TA linha 0,15-0,30 m e Ds entrelinha 0,00-0,15 m.

O coeficiente de assimetria é utilizado para caracterizar como e quanto à distribuição de frequências se afasta da simetria. Se o valor encontrado para este coeficiente for zero, a distribuição é simétrica; se for positivo, a distribuição é assimétrica à direita e, se for negativo, é assimétrica à esquerda (ZANÃO JÚNIOR et al., 2007).

Os modelos matemáticos que se ajustaram aos semivariogramas para o índice de cone entrelinha e linha de plantio, densidade do solo e teor de água no solo na entrelinha e linha para a área após a colheita estão apresentados na Tabela 2.

Para o C0, os melhores valores são os que mais se aproximam de 0, nas quais se encaixam as variáveis Ds 0,00-0,15 m na entrelinha (0,00004), Ds 0,15-0,30 na linha e IC na linha 0,20-0,30 (0,001). Para as demais variáveis, mesmo não possuindo valores tão próximos de zero, todos estes para variância foram distantes dos valores do efeito pepita e patamar, considerando-se bons para a dependência espacial.

Tabela 2 - Parâmetros ajustados ao semivariogramas para Índice de Cone (IC), Densidade do Solo (Ds) e Teor de Água

(TA) na entrelinha e linha de cultivo

Modelo C0(1) C0 +C(2) C(3) a(4) R2(5) SQR(6) ADE(7) Classe

Índice de cone entrelinha 0,00-0,10 m após colheita

EXP(9) _0,029 _0,326 _0,297 _29,1 _0,069 _0,005 _0,907 _MAD(14)

EXP(9) _0,068 _0,637 _0,569 _53,4 _0,166 _0,079 _0,893 _MAD(14)

EXP(9) 0,319 0,639 0,320 388,2 0,561 0,018 0,501 MD(12)

GAU(11) _0,185 _0,776 _0,591 _346,756 _0,848 _0,008 _0,762 _AD(13)

Índice de cone linha 0,00-0,10 m após colheita

EPP(8) _- _- _- _- _- _- _- _-

GAU(11) _0,016 _0,182 _0,166 _6,581 ₀ _0,007 _0,911 _MAD(14)

SPH(10) _0,001 _0,264 _0,263 _43,6 _0,696 _0,002 _0,994 _MAD(14)

EXP(9) 0,059 0,428 0,369 102,9 0,426 0,036 0,862 MAD(14)

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SPH(10) _2,22 _19,56 _17,34 _85,46 _0,646 _59,3 _0,886 _MAD(14)

Teor de água entrelinha 0,15-0,30 m após colheita

SPH(10) 0,01 9,82 9,81 37,1 0,341 4,62 0,999 MAD(14)

Teor de água linha 0,00-0,15 m após colheita

EPP(8) - - - -

Teor de água linha 0,15-0,30 m após colheita

GAU(11) 2,58 9,169 6,589 285,095 0,923 0,918 0,719 AD(13)

Densidade do solo entrelinha 0,00-0,15 m após colheita

SPH(10) 0,00004 0,005 0,004 43,1 0,662 0,000001 0,993 MAD(14)

Densidade do solo entrelinha 0,15-0,30 m após colheita

SPH(10) 0,006 0,021 0,015 227,2 0,780 0,00002 0,673 AD(13)

Densidade do solo linha 0,00-0,15 m após colheita

SPH(10) 0,012 0,025 0,013 131,3 0,639 0,00002 0,502 MD(12)

Densidade do solo linha 0,15-0,30 m após colheita

SPH(10) 0,001 0,017 0,016 37,8 0,187 0,00007 0,936 MAD(14)

(1)_{: Efeito pepita;}(2)_{: Patamar;}(3)_{: Variância;}(4)_{: Alcance;}(5)_{: Coeficiente de determinação;}(6)_{: Soma dos quadrados do}

erro; (7)_{: Avaliador da dependência espacial;}(8)_{: Efeito pepita puro;}(9)_{: Modelo exponencial;}(10)_{: Modelo esférico;}(11)_:

Modelo gaussiano; (12)_{: Média dependência;}(13)_{: Alta dependência;}(14)_{: Muito alta dependência.}

O alcance variou entre 6,581 a 388,2 m para Resistência Mecânica do Solo à Penetração (RMSP), de 37,1 a 285,09 m para TA e 37,8 a 227,2 para Ds, sendo compatíveis com a malha amostral, para que tivesse dependência espacial. O valor do alcance geoestatístico pode influenciar na qualidade das estimativas, e determina o número de valores usados na interpolação, delimitando a extensão da correlação espacial entre as amostras. Assim, estimativas feitas com interpolação por krigagem utilizando valores de alcances maiores tendem a ser mais confiáveis, apresentando mapas que representam melhor a realidade (CORÁ et al., 2004; DALCHIAVON et al., 2012).

Para IC na linha 0,00-0,10 m e teor de água 0,00-0,15 m ocorreram um fenômeno conhecido como efeito pepita puro (EPP), que é dito como a falta de dependência espacial. É um indicativo de que o valor de semivariância é igual ao patamar, para qualquer valor de distância. O EPP indica que a distribuição espacial do atributo na área de estudo é homogênea, aleatória ou a malha amostral utilizada não possui pontos suficientes para detectar a dependência que, se existir, será manifestada a distâncias menores que o menor espaçamento entre amostras (GUIMARÃES, 2004).

O efeito pepita (C0) pode refletir o erro analítico, indicando uma variabilidade não explicada (ao acaso). Quanto menor a proporção do C0 para o patamar (C0 + C), bem como quanto maior a proporção de C para o patamar, maior será a semelhança entre os valores vizinhos, maior será a continuidade do fenômeno e menor a variância da estimativa. Esta análise pode ser visualizada por meio do ADE, na qual se verifica que todas as variáveis apresentaram moderado grau de dependência espacial (25% < ADE < 75%), concordando com os estudos de outros autores (GREGO & VIEIRA, 2005; JUNQUEIRA JÚNIOR et al., 2008).

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Os parâmetros da validação cruzada para as variáveis estudadas de IC entrelinha e linha, Densidade do Solo (Ds) e Teor de Água (TA) estão apresentados na Tabela 3.

A validação cruzada e uma técnica que pode ser utilizada para testar o modelo ajustado para o semivariograma ou definir o erro associado ao modelo definido, testando o modelo através de valores reais retirados do banco de dados e estipulá-lo em cima do modelo ajustado do semivariograma. Segundo AMADO et al. (2007), a validação é realizada comparando os valores estimados com os valores reais, usando a regressão linear como critério de comparação.

O valor do coeficiente de regressão (CR) ideal é 1, sendo a inclinação da reta em relação a uma reta imaginária feita a partir da regressão linear dos dados. A maioria dos valores para CR foram positivos, o que indica uma reta crescente. Somente a variável IC linha 0,10-0,20 m apresentou valor negativo. As variáveis TA linha 0,15-0,30 m, IC entrelinha e IC linha 0,30-0,40 m foram as que obtiveram os melhores valores de 1; 0,982 e 0,872, respectivamente.

FARACO et al. (2008), estudando diversos critérios para validação de atributos do solo, concluíram que a validação cruzada foi o método mais adequado para escolha do melhor ajuste. Desse modo, a validação cruzada foi utilizada como ferramenta, a fim de validar os modelos dos semivariogramas ajustados para realização de posterior processo de krigagem.

Tabela 3 - Parâmetros da validação cruzada para Índice de Cone (IC), Densidade do Solo (Ds) e Teor de Água (TA) na

entrelinha e linha de cultivo

Variáveis CR(1) Y(2) SE(3) R²(4) IC entrelinha 0,00-0,10 m _0,682 _0,30 _0,399 _0,057 IC entrelinha 0,10-0,20 m _0,538 _0,81 _0,289 _0,067 IC entrelinha 0,20-0,30 m _0,805 _0,35 _0,265 _0,161 IC entrelinha 0,30-0,40 m _0,982 _0,03 _0,168 _0,416 IC linha 0,00-0,10 m _- _- _- _- IC linha 0,10-0,20 m _-2,144 _2,89 _0,911 _0,104 IC linha 0,20-0,30 m _0,519 _0,73 _0,293 _0,061 IC linha 0,30-0,40 m _0,872 _0,22 _0,219 _0,249 TA entrelinha 0,00-0,15 m _0,654 _8,70 _0,199 _0,184 TA entrelinha 0,15-0,30 m _0,682 _7,79 _0,338 _0,078 TA linha 0,00-0,15 m _- _- _- _- TA linha 0,15-0,30 m _1,000 _-0,10 _0,170 _0,422 Ds entrelinha 0,00-0,15 m _0,521 _0,71 _0,343 _0,046 Ds entrelinha 0,15-0,30 m _0,831 _0,26 _0,290 _0,146

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Ds linha 0,00-0,15 m _0,633 _0,50 _0,315 _0,078

Ds linha 0,15-0,30 m _0,551 _0,65 _0,545 _0,021

(1)_{: Coeficiente de regressão;}(2)_:_Intercepto;(3)_:_{Erro padrão;}(4)_{: Coeficiente de determinação.}

O valor do intercepto (Y) é o valor que representa a distância que a reta corta o eixo y quando o valor que representa x é 0. As variáveis IC entrelinha e linha 0,30-0,40 m tiveram os menores valores (0,03 e 0,22, respectivamente), nas quais a reta foi a mais próxima do referencial, dando maior confiabilidade na validação do semivariograma.

Os valores em relação a erro padrão (SE) na maioria das variáveis se mantiveram baixos, exceto para IC linha 0,10-0,20 m (0,911), o que para BOTTEGA et al. (2013), embora seja dispersa a nuvem de pontos, os mesmos mantêm um padrão de dispersão uniforme, não sendo observada a presença de muitos pontos discrepantes no arranjo da nuvem.

Para coeficiente de determinação (R²), as variáveis apresentam valores bem distantes do valor de referência (1), onde os piores valores foram para Ds linha 0,00-0,15 m (0,078) e Ds linha 0,15-0,30 m (0,021).

Após a definição dos semivariogramas, fez-se a interpolação dos valores na área de estudo pelo método do inverso da distância, e a partir dessas estimativas, foram construídos os mapas de variabilidade. O estudo da variabilidade espacial por meio da geoestatística possibilita a interpretação dos resultados com base na estrutura da variabilidade natural dos atributos avaliados, considerando a dependência espacial dentro do intervalo de amostragem (SOUZA et al., 2009), permitindo indicar alternativas de uso, além de possibilitar melhor compreensão da variabilidade dos atributos e sua influência no ambiente (SILVA NETO et al., 2012).

Segundo FREDDI et al., (2006), para estimar a Resistência Mecânica do Solo à Penetração (RMSP) com eficiência para identificação da compactação, deve ser acompanhada da determinação do Teor de Água no solo (TA) na ocasião da estimativa da RMSP, pois esta varia de forma inversamente proporcional ao grau de umidade no solo e diretamente com a densidade do solo. A RMSP é o atributo físico do solo mais estudado atualmente como indicativo da compactação do solo, sendo útil para estimar o grau de compactação, bem como para localizar camadas de solo compactadas (COLET et al., 2009).

Para a entrelinha de cultivo (Figuras 1a, 1b, 1c e 1d), o IC apresentou valores após a primeira colheita entre 0 e 4 MPa. Os maiores valores estão nas camadas mais profundas (Figuras 1b, 1c e 1d) o que pode ser explicado pelo teor de água, pois, segundo CAMPOS et al. (2012), áreas que possuem menos teores de água no solo, ao se realizar a medida de RMSP, se encontra valores mais

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elevados do mesmo, justificando que mesmo após a primeira colheita, onde não houve ainda grande pisoteio de máquinas, há níveis mais elevados de RMSP.

Segundo MOLIN et al. (2012), o teor de água e a textura do solo são os fatores que mais influenciam na magnitude das medidas de RMSP. Por esse motivo, todos os pontos onde foram coletadas amostras de RMSP também foram realizadas análises para o teor de água do solo.

Já para linha de cultivo (Figuras 1e, 1f e 1g), a RMSP variou entre 0 a 3 MPa, com os valores mais altos a partir da profundidade de 20 cm, profundidade está com pouco efeito do preparo do solo para implantação da cultura. Isto pode dificultar o desenvolvimento radicular e o perfilhamento da planta. Como mencionado por COLLARES et al. (2006), em condições de solo compactado, o sistema radicular se concentra na superfície do solo, limitando o acesso à água e nutrientes.

Valores de RMSP entre 2,0 a 4,0 MPa podem restringir, ou mesmo impedir, o crescimento e o desenvolvimento das raízes (TAVARES FILHO & TESSIER, 2009), porém a compactação do solo é mais prejudicial em solo seco, sendo que em condições de maior conteúdo de água pode haver crescimento radicular mesmo com valores de RMSP superiores a 4,0 MPa (SILVA et al., 2012).

Figura 1 - Mapas de krigagem para Resistência Mecânica do Solo à Penetração por meio do Índice de Cone (IC) na

entrelinha e na linha de plantio: (a) 0,00-0,10 m na entrelinha; (b) 0,10-0,20 m na entrelinha; (c) 0,20-0,30 m na entrelinha; (d) 0,30-0,40 m na entrelinha; (e) 0,10-0,20 m na linha; (f) 0,20-0,30 m na linha; (g) 0,30-0,40 m na linha.

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A compactação é uma das principais causas da degradação do solo, constituindo-se em um dos mais sérios fatores de restrição ao desenvolvimento das plantas, ocorrendo de maneira muito frequente em ambientes que utilizam máquinas e implementos ou em áreas onde o pisoteio de animais é intenso (LIMA et al., 2009).

Comparando-se as os mapas de IC 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m na entrelinha (Figuras 1c e 1d) com IC 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m na linha (Figuras 1f e 1g), nota-se que as camadas onde houve o aumento na RMSP foram em profundidades semelhantes tanto na entrelinha quanto na linha. Na entrelinha, é o local onde acontece o intenso tráfego de máquinas durante a colheita, local este mais suscetível para aumento da RMSP, porém, não há grandes prejuízos ao desenvolvimento das raízes. Já na linha de plantio em maiores profundidades, pode impossibilitar crescimento de raízes, e principalmente no período de estiagem, onde a planta busca recursos como água em profundidade. Essa observação do acréscimo de RMSP em profundidade pode ser explicada observando os mapas de teor de água no solo (Figuras 2a e 2c) onde os menores teores estão presentes na mesma faixa onde foi percebida o incremento da RMSP (Figuras 1b, 1c, 1d, 1f e 1g). Segundo SILVA et al. (2002), a RMSP aumenta exponencialmente com a diminuição da umidade, em razão do aumento das forças de coesão entre as partículas do solo, resultante da concentração dos agentes cimentantes (sesquióxidos de ferro e alumínio associados a materiais húmicos degradados, exsudação dos microrganismos do solo, etc.) e da redução do efeito lubrificante da água.

Figura 2 - Mapas de krigagem para Teor de Água no solo (TA) na entrelinha e linha de plantio: (a) 0,00-0,15 m na

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O teor de água no solo (Figura 2) teve variação entre 10 a 30%, ficando com média de 24,96% para entrelinha e 22,87% para linha, nas camadas amostradas de 0,00-0,15 e 0,15-30 m.

A cana-de-açúcar é uma das culturas mais afetadas pela alteração das condições físicas do solo, uma vez que, em decorrência da colheita mecanizada, a compactação pode promover reduções superiores a 50% no volume de macroporos do solo. Por sua vez, essa alteração estrutural pode comprometer a sustentabilidade dessa atividade agrícola, pois essa classe de poros determina a taxa de movimentação de água no solo (OLIVEIRA et al., 2013).

Para a Densidade do Solo (Ds), houve variação entre 1 e 1,5 g cm-3, tanto na entrelinha quanto na linha (Figura 3). Na linha, nota-se menores valores na camada mais superficial de 0,00-0,15 m de 1 g cm-3. REICHERT et al. (2003) propuseram a densidade do solo crítica para algumas classes texturais: 1,30 a 1,40 g cm-3 para solos argilosos, 1,40 a 1,50 g cm-3 para os franco-argilosos e de 1,70 a 1,80 g cm-3 para os franco-arenosos. Segundo a classe textutal do solo avaliado na área (Franco-Argilo-Arenoso), as medidas para Ds ainda estão abaixo do nível crítico.

Figura 3 - Mapas de krigagem para Densidade do Solo (Ds) após a colheita na entrelinha e linha: (a) 0,00-0,15 m na

entrelinha; (b) 0,15-0,30 m na entrelinha; (c) 0,00-0,15 m na linha; (d) 0,15-0,30 m na linha.

Segundo REICHARDT & TIMM (2008), entre as propriedades físicas mais avaliadas está a densidade, que fornece indicações a respeito do estado de compactação do solo, podendo indicar a necessidade de realização de prática mecânica de descompactação do solo. Então, nesse solo, como as propriedades físicas ainda não foram afetadas, a única necessidade será continuar as práticas conservacionistas, e evitar o tráfego de máquinas fora da entrelinha. Na cultura da cana-de-açúcar,

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densidades do solo muito altas podem comprometer a respiração das raízes e exercer resistência ao seu desenvolvimento (LIMA et al., 2009).

4 CONCLUSÃO

Houve acréscimo da Resistência Mecânica do Solo à Penetração na entrelinha nas camadas de 0,10-0,20, 0,30 e 0,30-0,40 m e em algumas faixas na linha de plantio nas camadas de 0,20-0,30 e 0,20-0,30-0,40 m.

O Teor de Água no solo influenciou na mensuração da RMSP nas camadas mais profundas do solo.

A Densidade do Solo está abaixo do nível crítico, demonstrando que as propriedades físicas do solo não foram afetadas.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Instituto Federal Goiano Campus Ceres pelo apoio recebido para a realização desse trabalho, bem como concessão de bolsa de iniciação científica.

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