Variabilidade espacial da saturação por bases e da saturação por alumínio do solo, numa catena do pampa, cultivada com soja. / Spatial variability of base saturation and of aluminum saturation of soil, on a catena of pampa, cultivated with soybean

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Variabilidade espacial da saturação por bases e da saturação por alumínio

do solo, numa catena do pampa, cultivada com soja.

Spatial variability of base saturation and of aluminum saturation of soil,

on a catena of pampa, cultivated with soybean

Recebimento dos originais: 19/02/2019 Aceitação para publicação: 20/03/2019

Matheus Ribeiro Gorski

Graduando em agronomia pela Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões

Instituição: Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões Endereço: Av. Batista Bonoto Sobrinho, 733 - São Vicente, Santiago - RS, 97700-000

E-mail: matheusgorski3@gmail.com

Júlio Cesar Wincher Soares

Doutor em Engenharia Florestal

Instituição: Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões Endereço: Av. Batista Bonoto Sobrinho, 733 - São Vicente, Santiago - RS, 97700-000

E-mail: juliowincher@gmail.com

Daniel Nunes Krum

E-mail: daniel.krum@hotmail.com

Lucas Nascimento Brum

E-mail: lucasbrum13@hotmail.com

Thaynan Hentz de Lima

E-mail: thaynanh.lima@hotmail.com

Higor machado de Freitas

Graduado em agronomia pela Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões

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Pedro Maurício Santos dos Santos

Graduado em agronomia pela Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões

E-mail: p_mauriciosantos@hotmail.com

Vitória Silva Coimbra

Graduanda em agronomia pela Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões

E-mail: toiacoimbra1@hotmail.com

RESUMO

A saturação por bases (V%) é um indicativo de fertilidade dos solos, sendo que níveis altos de saturação por bases indicam que existem grandes quantidades de cátions, como Ca²+, Mg²+ e K+, proporcionando a diminuição dos valores dos íons H+ e do alumínio trocável do solo (Al3+). Já a saturação por alumínio (m%) expressa a toxidez do solo, e também, refere-se a porcentagem da CTC efetiva ocupada por alumínio, neste caso, valores elevados de m%, indicam que o solo é ácido, podendo conter Al3+_{em nível tóxico para às plantas. O presente}

estudo teve como objetivo descrever a variabilidade e as relações espaciais da saturação por bases e da saturação por alumínio de Neossolos cultivados com soja, sob cultivo mínimo, numa catena do Pampa. Foram realizadas prospecções por meio de 52 pontos de uma malha, com intervalos regulares de 15 m, na profundidade de 0,0 – 0,2 m, numa área de 1,17 ha. Em seguida, determinaram-se as propriedades químicas dos solos e posteriormente, foi realizado o cálculo da Soma de Bases (SB), da capacidade de troca catiônica efetiva (CTCefetiva), da capacidade de troca catiônica potencial (CTCpH7), da V% e da m%. As propriedades químicas dos Neossolos apresentaram relações espaciais em sua distribuição. A densidade amostral mostrou-se de grande importância para as definições das variáveis com exatidão. Os Neossolos cultivados com soja, sob cultivo mínimo apresentam boa fertilidade química, com elevada saturação por bases e baixa saturação por alumínio.

Palavra-Chave: Fertilidade do solo. Geoestatística. Manejo e conservação do solo.

ABSTRACT

Base Saturation (V%) is an indication of soil fertility, and high levels of base saturation indicate that there are large amounts of cations, such as Ca2+_{, Mg}2+_{and K}+_{, resulting in a}

decrease in H+ and of the exchangeable aluminum of the soil (Al3+). However, aluminum saturation (m%) expresses soil toxicity, and also refers to the percentage of effective CTC occupied by aluminum, in this case, high values of m% indicate that the soil is acidic and may contain Al3+ in level toxic to plants. The present study had as objective to describe spatial variability of base saturation and of aluminum saturation of soil, on a catena of Pampa, cultivated with soybean. Prospections were made through 52 points of a grid, with regular intervals of 15 m, in the depth of 0.0 - 0.2 m, in 1.17 ha. After that, the soil chemical properties were determined and the sum of bases (SB), the effective cation exchange capacity (CTCeffective), the cation exchange capacity (CTCpH7), the V% and m%. The chemical properties of Neosols presented spatial relationships in their distribution. The

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sample density was of great importance for the definitions of the variables with accuracy. Neossolos cultivated with soybean under minimal cultivation have good chemical fertility, with high base saturation and low aluminum saturation. The sample density was of great importance for the definitions of the variables with accuracy. Neossolos cultivated with soybean under minimum tillage have good chemical fertility, with high base saturation and low aluminum saturation.

Keywords:Soil fertility. Geostatistics.Soil conservation and management.

1 INTRODUÇÃO

A absorção de um nutriente pelas plantas se dá em detrimento de diferentes fatores, como os tipos de colóides, o pH, o equilíbrio entre a quantidade trocável no solo e a concentração do nutriente na solução de solo (MALAVOLTA, 1980).

Individualmente, o coloide do solo possui carga elétrica negativa devido a sua estrutura química. Assim, esses coloides portam a capacidade de atrair e reter elementos de carga positiva. A maioria dos elementos, quando na solução solo, dissolvem-se em partículas carregadas eletricamente, chamadas íons. Logo, tem-se os íons positivos denominados de cátions e os íons negativos de ânions.

Cátions como potássio (K+), cálcio (Ca++) e magnésio (Mg++) são atraídos e adsorvidos na superfície de coloides do solo e a porcentagem desses cátions que ocupam a capacidade de troca potencial (CTCpH7) é denominada saturação por bases (V%). Conforme

a EMBRAPA (2013), se a saturação por bases do solo é alta, ou seja, maior ou igual a 50%, o solo é eutrófico, rico em nutrientes, especialmente em cálcio. Em contraponto, quando a saturação por alumínio do solo (m%) é alta, ou seja, maior ou igual a 50%, o solo é álico, pobre em cálcio, mas com alto teor de alumínio tóxico para as raízes.

Promover o reconhecimento do espaço físico é um subsídio imprescindível para as ações de planejamento e gestão territorial, sendo crescente a demanda por dados de levantamento de solos para os setores de produção agropecuária, de gestão ambiental e dos centros de pesquisa sobre mudanças climáticas (HARTEMINK; MCBRATNEY, 2008).

O monitoramento espacial das propriedades do solo fornece subsídios para a manutenção e melhoria da sua qualidade. Assim, essas propriedades contribuem para o crescimento e desenvolvimento das plantas e para a manutenção da diversidade de organismos que habitam o solo (DORAN; PARKIN, 1994).

Logo, faz-se necessária a espacialização das propriedades químicas do solo, como a saturação por alumínio (m%) e a saturação por bases (V%), indicativas do teor de cátions ácidos e básicos, adsorvidos nos coloides dos solos.

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O presente estudo teve como objetivo descrever a variabilidade e as relações espaciais da saturação por bases e da saturação por alumínio de Neossolos cultivados com soja, sob cultivo mínimo, numa catena do Pampa.

2 MATERIAL E MÉTODOS

O trabalho foi realizado na Fazenda Escola da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões - URI, Câmpus de Santiago, com coordenas centrais UTM 705.589 E e 6.769.112 S (SIRGAS2000, zona 21 S).

Foram realizadas prospecções por meio de 52 pontos de uma malha, com intervalos regulares de 15 m, na profundidade de 0,0 – 0,2 m, numa área de 1,17 ha. Para locação dos pontos foi empregado um receptor GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite) Leica modelo Viva GS15, com dupla frequência (L1/L2) e disponibilidade de Posicionamento em Tempo Real (RTK) (FIGURA 1).

Figura 1 - Mapa amostral da distribuição espacial dos pontos de prospecção.

A partir do grid de pontos, foram coletadas amostras pontuais de solo, nas quais determinaram-se as seguintes propriedades químicas: cálcio (Ca), magnésio (Mg), potássio (K), alumínio (Al) e acidez potencial (H+Al), conforme Donagemma et al. (2011). Em seguida, foi realizado o cálculo da Soma de Bases (SB), da capacidade de troca catiônica efetiva (CTCefetiva), da capacidade de troca catiônica potencial (CTCpH7), da saturação por

bases (V%) e da saturação por alumínio (m%).

A variabilidade do solo foi avaliada pela análise estatística descritiva e a normalidade dos dados foi testada por Kolmogorov-Smirnov, com p < 0,05. Já o coeficiente de variação (CV), foi classificado segundo Warrick e Nielsen (1980), que consideram a variabilidade, como: baixa (CV < 12%); média (12%< CV >60%) e alta (CV > 60%).

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dos modelos de semivariogramas aos dados, sendo definidos os seguintes parâmetros: efeito pepita, patamar e alcance. Posteriormente o Grau de Dependência Espacial (GDE) foi classificado conforme Cambardella et al. (1994), onde a dependência espacial é fraca, quando a razão do efeito pepita for superior a 75 % do patamar, a dependência espacial é moderada, quando a razão do efeito pepita for superior a 25 % e inferior ou igual a 75 % do patamar e a dependência espacial forte, quando a razão do efeito pepita for inferior ou igual a 25 % do patamar. Em seguida, foram elaborados mapas utilizando um algoritmo preditor, a krigagem ordinária, que permitiu o maior detalhamento espacial dos fenômenos estudados, sendo de suma importância para a acurácia do estudo.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

A análise estatística descritiva revela que as propriedades avaliadas apresentam distribuição normal, conforme o teste de Kolmogorov-Smirnov (TABELA 1).

Tabela 1 - Análises estatísticas descritivas das propriedades químicas de Neossolos cultivados com soja, sob cultivo mínimo, numa catena do Pampa.

Min: mínimo. Max: máximo. Méd: média. Desv. Pad: desvio padrão. CV: coeficiente de variação. K-S: valor do teste de normalidade. Sig: significância. V%: Saturação por bases. m%: Saturação por alumínio.

A saturação por bases (V%) teve valores que variaram de 33,05 a 87,31 %, perfazendo uma média de 61,25%. Já a saturação por Al (m%), resultou em valores que variaram de 2,05 a 41,11%, com média de 15,70% (TABELA 1). Assim, conforme Alvares et al. (1999), a participação das bases no complexo sortivo do solo foi classificada como alta, e a percentagem de Al trocável (Al3+) na CTCefetiva como baixa, o que indica uma condição

de solos com boa fertilidade química, com a predominância de cátions básicos.

A saturação por bases se ajustou ao modelo Stable, com alcance de 35,74 m, patamar de 157,83 e efeito pepita de 0, perfazendo o GDE de 0 %, classificado como forte. Já a m% ajustou-se ao modelo Esférico, apresentando alcance de 73,19 m, patamar de 70,21 e efeito pepita de 13,78, culminando num GDE de 19,64%, classificado como forte (TABELA 2).

Propriedade N° Min Max Méd Desv. Pad CV (%) K-S Sig

V (%) 52 33,05 87,31 61,25 12,36 20,17 0,543 0,929

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Tabela 2 - Parâmetros dos modelos de semivariogramas ajustados para as propriedades químicas de Neossolos cultivados com soja, sob cultivo mínimo, numa catena do Pampa.

Prop.: Propriedade. M: Média. RMS: Raiz Quadrada Média. MS: Média Padronizada. RMSS: Raiz Quadrada Média Padronizada. ASE: Erro Médio Padrão. GDE: Grau de Dependência Espacial.

Os valores de alcance obtidos para todas as propriedades estudadas foram superiores a equidistância da malha amostral, que foi de 15 m, indicando um elevado padrão de acurácia nas predições, conforme Mcbratney e Webster (1986).

O efeito pepita para as propriedades químicas estudadas foi igual ou próximo a 0, e estes valores indicam a não ocorrência do erro experimental, ou a ocorrência de erros desprezíveis (TRANGMAR et al.,1985).

De acordo com a Figura 2, pode-se observar que os valores mais baixos de V% estão sobre o centro da catena, no terço médio e no terço inferior, no sentido noroeste. Já os maiores valores de m% estão em uma pequena área de depósito, no terço inferior da catena, no sentido sudoeste. Estes valores correlacionam-se negativamente, ou seja, quando o teor de um aumenta, o outro diminui. Observando a paisagem, é possível perceber a relação destas variáveis, e elas são condicionadas por um pequeno fluxo de água que ocorre no centro na catena, transportando partículas de solo para uma área de depósito.

Figura 2 – Mapa da distribuição espacial da saturação por bases V% e da saturação por alumínio m% de Neossolos cultivados com soja, sob cultivo mínimo, numa catena do Pampa.

Prop . Model o Alcanc e Patama r Pepit a M RMS MS RMS S ASE DE GD E (%) V (%) Stable 35,74 157,83 0 -0,32 4 12,16 6 0,02 7 1,001 12,14 1 Fort e 0 m (%) Esféric o 73,19 70,21 13,78 0,23 6 6,159 0,02 6 0,991 6,307 Fort e 19,6 4

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3 CONCLUSÃO

As propriedades químicas dos Neossolos apresentaram relações espaciais em sua distribuição.

A densidade amostral mostrou-se de grande importância para as definições das variáveis com exatidão.

Os Neossolos cultivados com soja, sob cultivo mínimo apresentam boa fertilidade química, com elevada saturação por bases e baixa saturação por alumínio.

AGRADECIMENTOS

Programa Institucional de Iniciação Científica - PIIC/URI; Polo de Modernização Tecnológica do Vale do Jaguari (PMTVJ); Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

REFERÊNCIAS

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Alvarez V., V. H. Recomendações para uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais - 5º Aproximação. Viçosa: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais, 1999. p.25-32.

CAMBARDELLA, C. A.; MOORMAN, T. B.; NOVAK, J. M.; PARKIN, T. B.; KARLEN, D. L.; TURCO, R. F.; KONOPKA, A. Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils. Soil Science Society of America Journal, v. 58, n. 5, p. 1501-1511, 1994.

DONAGEMA, G.K.; CAMPOS, D.V.B. de; CALDERANO, S.B.; TEIXEIRA, W.G.; VIANA, J.H.M. Manual de métodos de análise de solos. 2.ed. rev. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2011. 230p. (Embrapa Solos. Documentos, 132). LOPES, A.S.; GUILHERME L.R.G. Fertilidade do solo e produtividade agrícola. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2007, 1017p.

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Doran J.W.; Parkin T.B. Defining and assessing soil quality. In: Doran JW, Coleman DC, Bezdicek DF, Stewart BA, editors. Defining soil quality for a sustainable environment. Madison: Soil Science Society of America; 1994. p.1-20. (Special, 35).

EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2013. 353p

HARTEMINK, A. E.; MCBRATNEY, A.B. A soil science renaissance. Geoderma, v. 148, n. 2, p. 123-129, 2008.

MALAVOLTA, E. Elementos de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Agronômica

Ceres, 1980. 251p.

McBRATNEY, A. B.; WEBSTER, R. Choosing functions for semi-variograms of soil properties and fitting them to sampling estimates. Journal of Soil Science, v.37, p.617-639, 1986.

SOUSA, D. M. G. Fertilidade do solo. Cap. V Acidez do solo e sua correlação. 1° Edição. Viçosa, MG. 2007. p.216

TRANGMAR, B.B.; YOST, R.S.; UEHARA G. Application of geostatistics to spatial studies of soil properties. Advances in Agronomy, San Diego, v.38, p.45-94, 1985.

WARRICK, A.W.; NIELSEN, D.R. Spatial variability of soil physical properties in the field. In: Hillel, D. Applications of soil physics. New York: Academic Press, 1980.