Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal
MARCIO NIKKEL
VARIABILIDADE ESPACIAL DE ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO E
MATÉRIA ORGÂNICA ENTRE DOIS PIVÔS CENTRAIS
GURUPI - TO 2014
Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal
MARCIO NIKKEL
VARIABILIDADE ESPACIAL DE ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO E
MATÉRIA ORGÂNICA ENTRE DOIS PIVÔS CENTRAIS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Produção Vegetal da Universidade Federal do Tocantins como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Produção Vegetal.
Orientador: Prof. Dr. Saulo de Oliveira Lima
GURUPI - TO 2014
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Biblioteca da Universidade Federal do Tocantins
Campus Universitário de Gurupi
N692c Nikkel, Marcio
Variabilidade espacial de atributos físicos do solo e matéria orgânica entre dois pivôs centrais / Marcio Nikkel. - Gurupi, 2014.
52 f.
Dissertação de Mestrado – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, 2014.
Orientador: Prof. Dr. Saulo de Oliveira Lima.
1. geoestatística. 2. textura. 3. resistência à penetração. I. Lima, Saulo de Oliveira. II. Universidade Federal do Tocantins. III. Título.
CDD 624.1514 Bibliotecária: Glória Maria Soares Lopes - CRB-1 / 2088
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DEDICATÓRIA E AGRADECIMENTO
À Deus, pela proteção, abertura de portas e oportunidades surgidas.
À meus pais, Hermann e Ingrid.
Ao professor Dr. Saulo de Oliveira Lima, pela orientação durante o mestrado.
À banca examinadora Drª Juliana Barilli e Drª Joedna Silva Cruz.
À Alvaro Vicente Derosso, gerente geral da Fazenda Universo, pelo consentimento e suporte na coleta de dados em campo.
Aos meus colegas de pós graduação, tanto do mestrado como doutorado, pelo apoio, interação e bom convívio, em especial à Álida, André, Edmar, Kleyciane e Sérgio.
Aos técnicos do Labsolo, Túlio e Damiana, pelo amparo técnico nas análises laboratoriais.
Ao Programa de Pós Graduação em Produção Vegetal (PPG-PV), pela oportunidade de estudo.
À todos funcionários institucionais da UFT, em especial a Erika, pela ajuda em questões documentais e burocráticas do PPG.
RESUMO
Em regiões com estações secas bem definidas, relevo plano e abundância em água, a irrigação por pivô central é uma opção muito interessante para cultivar safras de frutas, grãos e cereais anualmente. Com tecnificação e planejamento é possível realizar até três safras anuais em áreas irrigadas com este sistema de irrigação. Contudo, a intensa utilização e mecanização do solo, podem provocar danos ao mesmo, resultando em perdas de solo, água, nutrientes e matéria orgânica (MO), além de causar a compactação, prejudicando o ideal crescimento das culturas e comprometendo a produtividade. Resistência à penetração (RP) é um atributo do solo observado em campo da compactação de solo e a geoestatística é parte da estatística que quantifica as variáveis regionalizadas, logo, o objetivo deste trabalho foi comparar a variabilidade espacial da resistência à penetração, da quantidade de matéria orgânica e da textura do solo em dois pivôs centrais no sul do Tocantins. Os dados foram coletados em março e outubro de 2014 após a colheita de soja e feijão, respectivamente. Uma malha amostral de 165 x 150 m foi elaborada e georeferenciada em ambos os pivôs, dividindo o pivô 126 ha em 51 pontos e o pivô 80 ha em 32 pontos. Em cada ponto foi coletado solo na camada para análise granulométrica (0 - 0,20 e 020 - 0,40 m) m e matéria orgânica (0 - 0,20 m), assim como a avaliação da RP (0 - 0,40 m) com um penetrômetro de impacto. Pôde ser observado que a RP foi crescente, da camada mais superficial à mais profunda, em ambos os pivôs. A heterogeneidade de solo com a presença de plintita endurecida pode mascarar a leitura da RP, o que pôde ser percebido pelos valores máximos da estatística descritiva. O pivô 126 ha apresentou maior teor de argila e menos umidade de solo no momento da análise de RP, contudo, maior teor de MO, o que pode ter contribuído para apresentar menores valores de RP quando comparado ao pivô 80 ha. O pivô 80 ha apresentou acréscimo significativo de MO ao solo, mesmo sem incorporação, após 2 safras sucessivas.
ABSTRACT
In regions with well defined dry seasons, flat land and plenty of water, the center pivot irrigation is an interesting option to cultivate fruits, crops and grain annually. With technological improvement and planning, the season can be performed up to three harvests per year on irrigated areas with center pivot system. However, mechanization and intensive use of the soil can cause damage, resulting in loss of soil, water, nutrients and organic matter (OM), besides causing soil compaction, hindering optimal crop growth and drowning productivity. Penetration Resistance (PR) is a soil attribute observed in field of soil compaction and geostatistics is part of the statistic that quantifies the regionalized variables, so, the objective of this work was to compare the spatial variability of the penetration resistance, the quantity of organic matter and the soil texture on two center pivots in south of Tocantins. Data were collected in March and October 2014 after harvest of soybean and common bean, respectively. A georeferenced grid of 165 x 150 m was established in both center pivots, with 51 grid marks on center pivot 126 ha and 32 grid marks on center pivot 80 ha. On each mark, soil samples were collected for texture (0 - 0,20 and 0,20 - 0,40 m) and organic matter measure (0 - 0,20 m), as well the evaluating of the PR (0 - 0,40 m) with an impact penetrometer. The PR increased, from the soil surface layer to underlayer in both center pivots. The heterogeneity of soil, with the presence of plinthite in their irreversible form, ironstone, can cause scramble of the reading data of PR as could be perceived by the maximum values of descriptive statistics data. The center pivot 126 ha showed higher clay content and less soil moisture in the analysis of PR, however, higher OM content which may have contributed for the lower values of PR, when compared to center pivot 80 ha. Center pivot 80 ha showed statystical OM increase, even without soil till, after two successive crops harvests.
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 11 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 13 2.1 IRRIGAÇÃO ... 13 2.2 ATRIBUTOS DO SOLO ... 14 2.2.1RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP) ... 14 2.2.2TEXTURA ... 15 2.2.3MATÉRIA ORGÂNICA ... 16 2.3 GEOESTATÍSTICA... 17 3 MATERIAL E MÉTODOS ... 21 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 24 4.1 RESISTÊNCIAÀPENETRAÇÃO(RP) ... 24 4.2 TEXTURA DO SOLO ... 31
4.3 MATÉRIAORGÂNICADOSOLO ... 39
5 CONCLUSÕES ... 44
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: HISTÓRICO DE ÁREA DOS PIVÔS 126 HA (I) E 80 HA (II) RESPECTIVAMENTE NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA -TO,2014. ... 22 TABELA 2:ESTATÍSTICA DESCRITIVA DOS VALORES DE UMIDADE (%) E RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP) DO PIVÔ II NAS CAMADAS DE 0,20M E 0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40M RESPECTIVAMENTE NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014. ... 24 TABELA 3:ESTATÍSTICA DESCRITIVA DOS VALORES DE UMIDADE (%) E RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP) DO PIVÔ I NAS CAMADAS DE 0-0,20M E 0-0,10;0,10-0,20;0,20-0,30;0,30-0,40M RESPECTIVAMENTE NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014.. ... 24 TABELA 4:PARÂMETROS AJUSTADOS AO SEMIVARIOGRAMA DE UMIDADE E RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP)
NAS CAMADAS DO PIVÔ II NAS CAMADAS DE 0-0,20 E 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40M RESPECTIVAMENTE NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014.. ... 26 TABELA 5:PARÂMETROS AJUSTADOS AO SEMIVARIOGRAMA DE UMIDADE E RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP)
NAS CAMADAS DO PIVÔ I NAS CAMADAS DE 0-0,20 E 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40M RESPECTIVAMENTE NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014.. ... 27 TABELA 6:ESTATÍSTICA DESCRITIVA DOS VALORES DE AREIA, SILTE E ARGILA EM (%) NA CAMADA DE 0-0,20M EM DUAS ÁREAS IRRIGADAS POR PIVÔ CENTRAL NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014.. ... 32 TABELA 7: ESTATÍSTICA DESCRITIVA DOS VALORES DE AREIA, SILTE E ARGILA EM (%) NA CAMADA DE
0,20-0,40M EM DUAS ÁREAS IRRIGADAS POR PIVÔ CENTRAL NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014.. ... 32 TABELA 8:PARÂMETROS AJUSTADOS AO SEMIVARIOGRAMA DOS VALORES DE AREIA, SILTE E ARGILA (%) NA CAMADA DE 0-0,20M EM DUAS ÁREAS IRRIGADAS POR PIVÔ CENTRAL NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO, 2014.. ... 33 TABELA 9:PARÂMETROS AJUSTADOS AO SEMIVARIOGRAMA DOS VALORES DE AREIA, SILTE E ARGILA (%) NA CAMADA DE 0,20-0,40M EM DUAS ÁREAS IRRIGADAS POR PIVÔ CENTRAL NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA -TO,2014. ... 36 TABELA 10:ESTATÍSTICA DESCRITIVA DOS VALORES DE MATÉRIA ORGÂNICA (MO) NOS PIVÔS II E I NA CAMADA 0-0,20M, COLETADOS EM MARÇO 2014 E OUTUBRO 2014 NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO.. ... 39 TABELA 11:TEOR DE MATÉRIA ORGÂNICA (MO) NOS PIVÔS II E I NA CAMADA 0-0,20M, COLETADOS EM MARÇO 2014 E OUTUBRO 2014 NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO.. ... 39 TABELA 12:PARÂMETROS AJUSTADOS AO SEMIVARIOGRAMA DOS VALORES DE MATÉRIA ORGÂNICA (MO) NOS PIVÔS II E I NA CAMADA 0-0,20M, COLETADOS EM MARÇO 2014 E OUTUBRO 2014 NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO.. ... 40
LISTADEFIGURAS
FIGURA 1:MODELO TEÓRICO DO SEMIVARIOGRAMA EXPERIMENTAL E SEUS COMPONENTES.(FONTE:
CAMARGO,1998.) ... 18 FIGURA 2:REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DE MODELOS DE SEMIVARIOGRAMA.(FONTE:BARDOSSY,1997.) ... 19 FIGURA 3:IMAGEM DE SATÉLITE DOS PIVÔS CENTRAIS,FAZENDA UNIVERSO, MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,
2014(FONTE:GOOGLE EARTH).. ... 21 FIGURA 4:MAPA DE KRIGAGEM PARA TEOR DE UMIDADE DO SOLO NA CAMADA 0-0,20M EM %, NO PIVÔ II NO
MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE:AUTOR). ... 28 FIGURA 5:MAPA DE KRIGAGEM PARA TEOR DE UMIDADE DO SOLO NA CAMADA 0-0,20M EM %, NO PIVÔ I NO
MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE:AUTOR). ... 28 FIGURA 6:MAPA DE KRIGAGEM PARA RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP) NA CAMADA 0-0,10M (A)0,10-0,20M
(B)0,20-0,30M (C)0,30-0,40M (D) EM MPA, NO PIVÔ II NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014
(FONTE:AUTOR). ... 29 FIGURA 7:MAPA DE KRIGAGEM PARA RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP) NA CAMADA 0-0,10M (A)0,10-0,20M (B)0,20-0,30M (C)0,30-0,40M (D) EM MPA, NO PIVÔ I NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE: AUTOR). ... 30 FIGURA 8:MAPA DE KRIGAGEM PARA TEXTURA DO SOLO NA CAMADA 0-0,20M EM %, NO PIVÔ II NO MUNICÍPIO
DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE:AUTOR). ... 34 FIGURA 9:MAPA DE KRIGAGEM PARA TEXTURA DO SOLO NA CAMADA 0-0,20M EM %, NO PIVÔ I NO MUNICÍPIO
DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE:AUTOR). ... 35 FIGURA 10:MAPA DE KRIGAGEM PARA TEXTURA DO SOLO NA CAMADA 0,20-0,40M EM %, NO PIVÔ II NO
MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE:AUTOR). ... 37 FIGURA 11:MAPA DE KRIGAGEM PARA TEXTURA DO SOLO NA CAMADA 0,20-0,40M EM %, NO PIVÔ I NO
MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE:AUTOR). ... 38 FIGURA 12:MAPA DE KRIGAGEM PARA MATÉRIA ORGÂNICA (MO) NA CAMADA 0-0,20M EM % COLETADAS EM
MARÇO 2014 NO PIVÔ II NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO(FONTE:AUTOR). ... 41 FIGURA 13:MAPA DE KRIGAGEM PARA MATÉRIA ORGÂNICA (MO) NA CAMADA 0-0,20M EM % COLETADAS EM
OUTUBRO 2014 NO PIVÔ II NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO(FONTE:AUTOR). ... 41 FIGURA 14:MAPA DE KRIGAGEM PARA MATÉRIA ORGÂNICA (MO) NA CAMADA 0-0,20M EM % COLETADAS EM
MARÇO, NO PIVÔ I NO MUNICÍPIO DE SUCUPIRA-TO,2014(FONTE:AUTOR). ... 42 FIGURA 15:MAPA DE KRIGAGEM PARA MATÉRIA ORGÂNICA (MO) NA CAMADA 0-0,20M EM % COLETADAS EM
1 INTRODUÇÃO
A irrigação por pivô central é uma opção de irrigação para regiões com estações do ano bem definidas, abundância de água e solos com relevo plano, características encontradas no Tocantins. Segundo o último censo agropecuário realizado no Brasil, em torno de 4.540.000 ha são irrigados, destes, aproximadamente 19,6% são irrigados por sistemas de aspersão por pivô central (Rio de Janeiro, 2012). Dependendo do manejo, planejamento e tecnificação, é possível realizar até três safras anuais em áreas irrigadas com este modelo (Oliveira & Zocoler, 2013). Muitas vezes, o tamanho das áreas irrigadas por pivô central são extensas e portanto, pode ocorrer a variação de classes de solo. A intensa utilização e mecanização do solo, seu manejo, pode provocar danos físicos ao mesmo, resultando em perdas de solo, água, nutrientes por erosão e a compactação do solo.
Um atributo de observação em campo da qualidade física do solo, quanto a compactação, é a resistência à penetração (RP) (Mion et al., 2012), que geralmente é causada pelo tráfego de maquinário agrícola e mecanização do solo (Richart et al., 2005). A compactação de solo pode ter efeito negativo para as plantas, visto que, dificulta o crescimento radicular (Blainski et al., 2008).
Hamza & Anderson (2005) comentam que quando o sistema radicular atinge a camada compactada, raízes secundárias começam a se proliferar na camada acima da compactada e reduzindo o crescimento para o subsolo, o que pode limitar a absorção de água e nutrientes e por consequência reduzir a produtividade das culturas. A RP é considerada um indicador físico de qualidade do solo e amplamente utilizada em pesquisas, tanto na agricultura, como pecuária e silvicultura (Predevello et al., 2008; Ros et al., 2011; Santana et al., 2014; Ferreira et al, 2014).
Presente no solo, a matéria orgânica (MO) exerce efeitos diretos e indiretos sobre as propriedades do solo, logo, tem grande influência sobre a capacidade produtiva do solo. Em sistemas de cultivo contínuo, a manutenção e melhoria da qualidade do solo é muito importante para garantir a produtividade agrícola e a qualidade ambiental para as gerações futuras (Costa et al., 2013).
Fatores como tipo e manejo de solo, relevo, clima, entre outros, interferem em propriedades do solo, gerando variabilidade destes atributos em áreas agrícolas. Logo, geoestatística é parte da estatística aplicada que trata de problemas
referentes às variáveis regionalizadas, aquelas que tem comportamento espacial, mostrando características intermediárias entre as variáveis aleatórias e as determinísticas (Landim, 1998).
O objetivo deste trabalho é comparar espacialmente, a resistência à penetração, os teores de matéria orgânica e a textura de solo de dois pivôs centrais no sul do Tocantins.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 IRRIGAÇÃO
Testezlaf (2001) e Mantovani et al.(2007) afirmam que a irrigação é uma técnica que tem por objetivo fornecer água para suprir as necessidades hídricas das culturas, possibilitando a produção de culturas, seja para alimentos, madeiras ou ornamentação, em melhor qualidade e com altos rendimentos, além de possibilitar o cultivo de alimentos em áreas que antes não era possível a produção agrícola, sendo que em determinadas áreas possibilita o cultivo de dois ou até mais ciclos de uma mesma cultura no ano.
Por outro lado, Christofidis (1999) afirma que a finalidade básica da irrigação é proporcionar água às culturas de maneira a atender às exigências hídricas durante todo seu ciclo, e assim, possibilita altas produtividades e produtos de boa qualidade. O pesquisador observa que a quantidade de água necessária às culturas é de acordo com a espécie cultivada, a produtividade desejada, o local de cultivo, o estádio de desenvolvimento da cultura, o tipo de solo e a época de plantio.
O manejo racional da irrigação visa minimizar o consumo de energia, maximizar a eficiência do uso de água e manter favoráveis as condições de umidade do solo e de fitossanidade das plantas (Marouelli, 1996).
A irrigação é considerada a principal atividade humana consumidora de água, por isso não deveria ser entendida somente como um procedimento artificial para atender às condições de umidade do solo, pois engloba todo um conjunto de fatores a atender as necessidades da planta, evitando excessos ou faltas de água, agregando o clima, o homem e o solo no qual o cultivo está implantado (Paz et al., 2002).
Faria & Vieira (1986) definem o pivô central como um sistema de irrigação por aspersão que opera em círculos, constituído de uma linha lateral com emissores, ancorada em uma das extremidades e suportada por torres dotadas de rodas equipadas com unidades propulsoras.
Dentre os métodos de irrigação, o de aspersão por pivô central tem-se expandido de forma mais significativa, por algumas razões: proporciona boa uniformidade de distribuição de água, quando bem dimensionado; permite fácil
controle da lâmina d’água aplicada; apresenta grande versatilidade para as diversas condições de topografia e tipos de solo; menor dispêndio de mão-de-obra, o que é bastante atrativo, e maior divulgação por parte de fabricantes e vendedores (Bernardo, 1989).
2.3 ATRIBUTOS DO SOLO
2.3.1 Resistência à Penetração (RP)
Resistência à penetração expressa o grau de compactação do solo (Richart et al., 2005). Groenevelt et al. (1984) explicam que a RP é provocada pela compressão de partículas e fricção entre partículas e agregados durante o movimento relativo da raiz. Dos métodos para avaliar este atributo, se destacam o penetrógrafo e o penetrômetro. O penetrógrafo possui na sua extremidade superior um dinamômetro para fazer o registro de força de resistência do solo à penetração a medida que o operador força o conjunto contra o solo. Já o penetrômetro de impacto (ou dinâmico), realiza a medição através do número de impactos causados pela queda de um êmbolo com peso conhecido num curso constante (Stolf et al., 1983). As principais vantagens do penetrômetro de impacto são: baixo custo, possibilidade de trabalhar em solos de alta resistência, como baixa umidade e altos teores de argilas, e solos pedregosos (Embrapa, 2002).
Voorhees et al. (1989) concluem que durante as operações de manejo do solo e semeadura são aplicadas forças compactivas que afetam a resistência do solo à penetração.
Alterações físicas do solo podem influenciar a maioria dos fenômenos importantes que ocorrem no mesmo, como a quantidade de calor, água e gases transportados, e a resistência mecânica oferecida pelo solo (Larson et al., 1980).
Silva et al. (2009) comentam que a resistência à penetração, que é uma uma das propriedades físicas do solo, é de grande importância para um bom desenvolvimento radicular, pois expressa o grau de compactação, e este, pode interferir na produtividade das culturas, pois limita o crescimento e o desenvolvimento do sistema radicular.
A avaliação da compactação do solo é baseada na condição atual em que se encontra o solo, sendo possível identificar as camadas que apresentam restrições
a fenômenos de superfície, crescimento e produtividade das culturas (Mion et al., 2012 ).
Segundo Cassel & Lal (1992) a resistência mecânica do solo à penetração aumenta proporcionalmente com o aumento da densidade e decresce com o conteúdo de água.
Com a redução do teor de água no solo, ocorre um aumento da resistência à penetração, decorrente da maior coesão entre as partículas (Gerard et al., 1972). Assim, Rosolem et al. (1999) comentam que a alta resistência do solo que se estabelece causa prejuízo ao crescimento do sistema radicular.
Valores de resistência mecânica do solo entre 2 e 3 MPa, são considerados limitantes ao desenvolvimento radicular (Imhoff et al. 2000). Bengough & Mullins (1990) observaram que a máxima pressão radial que as raízes podem exercer fica entre valores 0,9 e 1,3 MPa, também verificaram que a elongação (crescimento) das raízes no solo param quando a resistência à penetração estiver entre valores de 0,8 à 5,0 MPa, isso, dependendo da espécie vegetal e do tipo de solo. Já o USDA (1993) por sua vez, afirma que 2 MPa é o limite de resistência a penetração pois gera forte restrição ao crescimento radicular para muitas culturas anuais.
2.3.2 Textura
Trabalhos como de Birkeland & Richter (1973) e Lopes (1978) afirmam que a textura do solo está relacionada com a percentagem de areia, silte e argila presentes no solo. Lopes (1978) afirma que quanto menor o tamanho das partículas, mais próxima se encontra da textura argilosa e quanto maior o tamanho das partículas, mais próxima se encontra da textura arenosa.
O percentual da argila, silte e areia é considerada a característica física mais estável do solo, e sua correlação com a superfície específica a torna uma, senão a mais, importante propriedade do solo (Tavares Filho & Magalhães, 2008).
Beutler et al. (2002) ao estudar a retenção de água em solos com diferentes manejos, observaram que frações granulométricas mais finas do solo foram as que mais influenciaram a retenção de água nos solos estudados.
Petry (2000) observou solos de três classes texturais, e verificou que um solo muito argiloso apresentou maior quantidade total de água armazenada no perfil que um solo de textura franco arenosa.
Entre os vários fatores que afetam a retenção de água no solo, o principal é a textura do solo, visto que, determina a área de contato entre a água e as partículas sólidas e assim, provoca a acomodação das partículas e a distribuição de poros (Riquelme 2004).
2.3.3 Matéria Orgânica (MO)
Matéria orgânica é o resultado da decomposição de material animal ou vegetal incorporado ao solo, como explica Guerra (1990), onde o processo de formação de matéria orgânica no solo é inicialmente um processo biológico e quase toda a flora e fauna existentes no solo tem um efeito direto ou indireto em sua formação.
Conceição et al., (2005) comentam sobre as influências mais evidentes da matéria orgânica em relação às condições físicas do solo, pois promove a estabilização da temperatura do solo, favorecendo as plantas; aumenta a capacidade de retenção de água no solo, favorecendo o desenvolvimento das raízes, evento este evidente em regiões com riscos de veranicos; melhora a estabilidade dos agregados e reduz o escoamento de água superficial, e assim, diminui os riscos de erosão.
A composição química, as alterações, e as funções da matéria orgânica vêm sendo alvo de diversos estudos, devido ao conhecimento de seus teores ser fundamental em diferentes áreas da ciência do solo (Soares et al., 2009).
Costa & Sangakkara (2006), afirmam que geralmente as taxas de decomposição da matéria orgânica são maiores com o aumento da umidade do solo e temperatura.
Nos trópicos, temperaturas mais elevadas, altos índices pluviométricos e maior atividade microbiana causam rápida decomposição dos materiais orgânicos incorporados e presentes no solo (Xavier et al., 2006).
Rangel et al. (2008) afirmam que em ecossistemas de regiões tropicais, as perdas de carbono observadas após a retirada da vegetação natural e cultivo dos solos são mais aceleradas do que em regiões temperadas.
O preparo do solo executado com aração e/ou, gradagem, aumenta o potencial de perda de matéria orgânica por erosão hídrica e decomposição microbiana, e esta, é a principal forma de perda de matéria orgânica afetada pela utilização de maquinário agrícola (Bayer & Bertol, 1999).
2.2 GEOESTATÍSTICA
Em 1963, Matheron apresenta a tese de que a geoestatística é uma função que varia de um lugar a outro no espaço com certa aparência de continuidade, pois, como são variáveis com valores, estes valores podem estar relacionados com a posição espacial que ocupam, a Teoria das Variáveis Regionalizadas.
Matheron (1965) chegou a essa conclusão observando o trabalho de Krige (1951), com mineração de ouro, na Africa do Sul, onde este trabalhava com dados referentes à concentração do mineral e não conseguia encontrar sentido nas variâncias calculadas a não ser que contasse também a distância entre as amostras. De acordo com Vieira (2000), a estatística tradicional é entendida como aquela que utiliza parâmetros como média e desvio padrão para representar um fenômeno e na hipótese de que as variações de um local para outro são aleatórias. Na geoestatística o semivariograma é utilizado, o qual demonstra a dependência espacial entre as amostras.
O semivariograma é uma ferramenta básica de suporte às técnicas geoestatísticas, pois permite representar a variação de um fenômeno regionalizado no espaço (Huijbregts, 1975).
Quando a amostragem envolve duas direções (x,y) o instrumento mais indicado na estimativa da dependência entre amostras é o variograma (Silva, 1988).
Trangmar et al. (1985), comenta que os principais parâmetros de um semivariograma são o alcance, patamar, efeito pepipta e contribuição (Figura 1). O alcance representa a distância limite até a qual se tem dependência espacial entre amostras; patamar se refere ao valor da curva (assíntota) do modelo ajustado aos dados e efeito pepita representa a variância para h = 0, isto é, uma medida não explicada pela escala de observação utilizada no estudo do fenômeno natural ou um erro amostral; contribuição refere-se a diferença entre patamar e efeito pepita.
Figura 1. Modelo teórico do semivariograma experimental e seus componentes. (Fonte: Camargo, 1998.)
Quando há dependência espacial, após a análise dos semivariogramas, é possível estimar valores da propriedade em estudo para os locais não amostrados no campo, sem tendência e com variância mínima (Isaaks & Srivastava, 1989).
Trangmar et al. (1985), comentam que a estimação é feita utilizando parâmetros dos semivariogramas e os valores das amostragens por meio de interpolação das variáveis regionalizadas. Os autores denominaram a estimação de ‘krigagem’.
Uma vez obtido um semivariograma e ajustado, pode-se redefinir um modelo teórico.
Isaaks & Srivastava (1989), comentam sobre dois modelos: modelos com patamar, os quais podem ser esférico, exponencial e gaussiano e modelos sem patamar (Figura 2).
Figura 2. Representação gráfica de modelos de semivariograma. (Fonte: Bardossy, 1997.)
Para estudos de variáveis de interesse agronômico, como solo e plantas, por exemplo, os principais modelos matemáticos ajustados aos semivariogramas são o esférico, exponencial e gaussiano (Vieira, 2000).
O modelo esférico (Equação 1) é obtido selecionando-se os valores do efeito pepita e do patamar, passando uma reta que intercepte o eixo y com o efeito pepita e seja tangente aos primeiros pontos próximos de h=0. Essa reta cruzará o patamar à distância de 2/3 do gráfico. O modelo esférico é linear até aproximadamente 1/3 do alcance.
se h Equação 1. Fórmula modelo Esférico. (Fonte: Bohling, 2005.)
O modelo exponencial (Equação 2) atinge o patamar muito próximo do alcance. O alcance é determinado visualmente como a distância após a qual o semivariograma se estabiliza. Os parâmetros efeito pepita e contribuição para os modelos exponencial e gaussiano são determinados da mesma maneira que para o esférico.
O modelo gaussiano (Equação 3) se caracteriza por apresentar efeito pepita muito pequeno e a estrutura de variabilidade cresce de maneira bastante suave.
3 MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi conduzido na Fazenda Universo, município de Sucupira – TO, Brasil. Segundo a classificação de Köppen, o clima da região é tropical semi-úmido AW (tropical de verão úmido e período de estiagem no inverno). A precipitação média anual é de 1500 mm. O experimento foi conduzido em duas áreas irrigadas por pivô central (Figura 3), um com 126 ha (pivô I) e outro com 80 ha (pivô II), os mesmos se localizam na latitude 11º54’10”S, longitude 48º54’20”W e latitude 11º54’00”S, longitude 48º53’59”W, respectivamente.
Figura 3. Imagem de satélite dos pivôs centrais, Fazenda Universo, município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Google Earth).
A altitude de ambos é em torno de 267 m. Os solos dos pivôs são heterogêneos, possuindo manchas de LATOSSOLO Vermelho Amarelo e PLINTOSSOLO (Embrapa, 2006). O relevo dos pivôs é plano.
O histórico de área dos pivôs se resume aos últimos 7 anos, sendo basicamente composto por plantio de soja e feijão (Tabela 1).
Tabela 1. Histórico de área dos pivôs 126 ha (I) e 80 ha (II) respectivamente no município de Sucupira - TO, 2014.
ano manejo e utilização do solo
Pivô 126 ha (I)
2008 - calagem, gradagem, plantio de soja e feijão 2009 - plantio de soja e feijão
2010 - gradagem, subsolagem, plantio de soja e feijão 2011 - plantio de soja e feijão
2012 - plantio de soja e feijão
2013 - calagem, gradagem, plantio de soja, sorgo e feijão 2014 - plantio de soja, milho e feijão
Pivô 80 ha (II) 2008 - calagem, gradagem e plantio de soja 2009 - plantio de soja
2010 - plantio de soja 2011 - plantio de soja
2012 - plantio de soja e feijão
2013 - calagem, gradagem, plantio de soja, sorgo e feijão 2014 - plantio de soja, milho e feijão
Em junho de 2011 foi instalado o pivô central na área 80 ha (pivô II), o qual começou a operar em 2012, depois da safra 2011/2012 de soja. No ano de 2014, foi o 1º ano de cultivo de milho, como 2ª safra. A coleta de dados, resistência à penetração, umidade, textura e matéria orgânica, foi realizada no mês de março de 2014, após a colheita de soja já durante o plantio de milho (2ª safra). Uma segunda coleta, após a colheita de feijão (3ª safra), apenas de matéria orgânica foi feita em outubro de 2014.
Para avaliação da resistência mecânica do solo à penetração, foi utilizado penetrômetro de impacto modelo IAA/Planalsucar-Stolf, seguindo método proposto por Stolf et al. (1983), que fornece resultados da força por unidade de área (kgf.cm-²) e depois multiplicados pela constante 0,098, para transformação em MPa (Beutler et al., 2001). Os resultados foram tabulados nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40 m. A umidade do solo foi obtida em campo, no momento da avaliação da RP em cada ponto, utilizando um medidor de umidade do solo por ondas eletromagnéticas modelo HidroFarm 2030 da marca Falker® na camada 0-0,20 m.
A textura do solo foi medida nas camadas 0-0,20 e 0,20-0,40 m sendo determinada pelo método da pipeta (Embrapa, 2011), conduzida no Laboratório de Solos, da UFT, Campus de Gurupi.
O teor de matéria orgânica foi extraído da camada de solo 0-0,20 m e determinado pelo método da colorimetria, uma modificação do método de oxidação de CO2 por íons de dicromato em meio fortemente ácido, proposto por Walkley & Black (1934), conduzido no Laboratório de Análises Agrícolas Sellar, em Gurupi. A comparação estatística entre as duas épocas de coleta de solo foram feitas pela estatística clássica usando como método o teste de médias por dados emparelhados a 5% de probabilidade utilizando o software Sisvar (Ferreira, 2010).
Para geoestatística, foram coletados dados em 83 pontos georreferenciados numa malha amostral de 165 x 150 m, com três repetições, estas, coletadas num raio de 5 m ao redor do ponto. Um GPS da marca Garmin® foi utilizado para identificar os pontos em campo. No pivô I, foram coletados 51 pontos, no pivô II, 32 pontos foram coletados, com isso, obteve-se 1 ponto para cada 2,47 ha. Para a determinação do IDE (índice de dependência espacial) ou ADE (avaliador de dependência espacial), que é a proporção em porcentagem do efeito pepita (Co) em relação ao patamar (Co + C), foi utilizada a proposta de cálculo de Zimback (2001), onde a dependência é fraca para valores menores que 25%; moderada entre 25% e 75%, e forte para valores maiores 75%. As análises geoestatísticas foram realizadas utilizando o programa GS+ (Gamma Design Software, 2000) e a interpolação dos dados realizadas pelo método de krigagem para a confecção dos mapas através do programa computacional Surfer 8 (Golden Software , 2002).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (RP)
A análise estatística descritiva da umidade do solo e da resistência à penetração (RP) do pivô II, (Tabela 2) e do pivô I (Tabela 3) revela que valores de RP cresceram das camadas superficiais às camadas mais profundas em ambos os pivôs com valores médios de 1,3 à 3,6 MPa no pivô II e 1,27 à 3,03 MPa no pivô I. Tabela 2. Estatística descritiva dos valores de umidade do solo (%) e resistência à penetração (RP) do pivô II nas camadas de 0-0,20m e 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40m, respectivamente, no município de Sucupira-TO, 2014. Estatística Descritiva Umidade RP (MPa) 0-0,20 m 0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m 0,30-0,40 m Média 21,95 1,30 2,11 2,82 3,06 Mediana 21,70 1,24 1,91 2,41 2,40 Variância 21,68 0,09 0,36 2,11 4,85 Mínimo 11,00 0,98 1,50 1,85 1,44 Máximo 29,90 2,57 4,00 9,58 13,43 CV (%) 21% 23% 28% 51% 71% Assimetria -0,39 2,25 1,52 3,32 3,42 Curtose -0,40 6,36 1,69 12,09 12,79 CV= Coeficiente de Variação
Tabela 3. Estatística descritiva dos valores de umidade do solo (%) e resistência à penetração (RP) do pivô I nas camadas de 0-0,20m e 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40m, respectivamente, no município de Sucupira-TO, 2014. Estatística Descritiva Umidade RP (MPa) 0-0,20 m 0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m 0,30-0,40 m Média 20,01 1,27 2,14 2,80 3,03 Mediana 20,40 1,19 1,85 2,26 2,45 Variância 27,52 1,05 0,44 1,13 1,39 Mínimo 9,60 0,96 1,25 1,77 1,78 Máximo 30,10 1,87 3,89 5,25 6,09 CV (%) 26% 17% 30% 37% 38% Assimetria -0,06 0,93 1,19 1,17 1,34 Curtose -0,68 -0,08 0,21 -0,15 0,36 CV= Coeficiente de Variação
Como as áreas avaliadas sofrem intenso cultivo ao longo do ano, avaliar a RP é uma maneira de identificar a intensidade de mecanização agrícola e o manejo do solo. Segundo Baver et al. (1973) e Gomes et al. (1992), pressões exercidas a partir das camadas superficiais sobre as subjacentes provocam o adensamento, reduzindo a sua porosidade, assim como a movimentação de material de menor granulometria dos horizontes superiores para os inferiores, mais conhecido como iluviação, o que também pode contribuir para a redução do espaço poroso e aumento da densidade.
Ainda quanto aos valores médios de RP, pesquisadores divergem sobre o limite crítico. Sene et al. (1985), consideram críticos os valores que variam de 6,0 a 7,0 MPa para solos arenosos e em torno de 2,5 MPa para solos argilosos; Grant & Lanfond, (1993) afirmam que o crescimento radicular de culturas anuais sofre restrição com valores de RP acima de 1,5 a 3,0 MPa; Camargo & Alleoni (1997) comentam que valores acima de 2,5 MPa começam a restringir o pleno crescimento das raízes das plantas.
Os valores médios encontrados estão dentro ou próximo dos valores aceitáveis sem restrição ao crescimento de raízes, contudo, valores máximos variaram de 2,57 à 13,43 MPa no pivô II e 1,87 à 6,09 MPa no pivô I. Tais valores já poderiam comprometer o bom rendimento de culturas anuais, contudo, um dos solos encontrados em ambos os pivôs foi o PLINTOSSOLO e durante a coleta de dados, foram avistados cascalhos de petroplintita, uma mistura de argila que é pobre em C orgânico e rica em Fe, ou Fe e Al, com quartzo e outros materiais (Embrapa, 2006) em sua forma endurecida. Tal ocorrência pode ter interferido na leitura da RP. Nikkel e Lima (2014) também verificaram tal evento ao analisar espacialmente por meio da geoestatística a RP em uma área irrigada por pivô central no sul do Tocantins, obtendo valores máximos de 5,35 à 23,4 MPa.
Quanto ao CV, os valores foram ascendentes à medida que as camadas se aprofundaram em ambos os pivôs, chegando a valores de 51% e 71% nas camadas 0,20-0,30m e 0,30-0,40m, respectivamente. Carvalho et al. (2013) também obtiveram valores altos de CV ao avaliar atributos físicos do solo, como RP, na cultura do café, contudo, observaram o inverso, com maiores valores de CV nas camadas superficiais às camadas mais profundas.
No pivô II, Tabela 2, os valores da curtose da RP em todas as camadas não foram tão próximas de zero, revelando maior dispersão de dados, fato que pode ser observado pelos valores máximos e mínimos. Por outro lado, no pivô I, valores da curtose foram próximas de zero em todas as camadas, revelando proximidade da distribuição de frequência de dados normal. Em pesquisas com ciência do solo, curtoses mais distantes de zero são frequentes.
Carvalho et al. (2002) num experimento que visava avaliar a variabilidade espacial de algumas características químicas sob três sistemas de preparo de solo, observaram valores de curtose com variação de 1,65 à 18,51. Grego et al. (2011), numa pesquisa sobre a variabilidade espacial da condutividade elétrica do solo e das cotas topográficas em área cultivada com cana-de-açúcar sob sistema de plantio direto no interior de São Paulo, observaram na camada 0-0,30 m valores de 12,46 de curtose.
Analisando os resultados do semivariograma ajustado do pivô II (Tabela 4) e I (Tabela 5) quanto à umidade e resistência à penetração (RP), observa-se variação de modelos experimentais.
Tabela 4. Parâmetros ajustados ao semivariograma de umidade do solo e resistência à penetração (RP) do pivô II nas camadas de 0-0,20 e 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40m respectivamente, no município de Sucupira-TO, 2014.
Parâmetro Umidade RP (MPa)
0-0,20 m 0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m 0,30-0,40 m
Modelo Esférico Gaussiano Esférico Exponencial Exponencial
Efeito Pepita (Co) 0,001036 0,0017 0,0041 0,0001 0,001 Patamar (C + Co) 0,056326 0,0425 0,059103 0,12899 0,21882
Variância (C) 0,05529 0,0408 0,055003 0,12889 0,21782 Alcance (a) 272,60 305,70 480,00 401,10 282,30
R² 0,62 1,00 0,98 0,90 0,54
SQR 4,71E-05 6,465E-05 2,131E-05 4,933E-04 8,585E-04
ADE 98% 96% 93% 99% 99%
R2 = coeficiente de determinação; SQR = soma dos quadrados dos desvios; ADE= avaliador da dependência espacial.
No pivô II, para umidade, o melhor modelo ajustado foi o esférico, já para RP, na camada 0-0,10 m o melhor ajuste foi o gaussiano; camada 0,10-0,20 m o modelo esférico e nas camadas 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m o modelo exponencial foi o mais adequado. Já no pivô I, o modelo gaussiano teve melhor ajuste, com exceção da RP na camada 0-0,10 m onde o modelo exponencial melhor se ajustou.
Tabela 5. Parâmetros ajustados ao semivariograma de umidade do solo e resistência à penetração (RP) do pivô I nas camadas de 0-0,20 e 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40m, respectivamente, no município de Sucupira-TO, 2014.
Parâmetro Umidade RP (MPa)
0-0,20 m 0-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,30 m 0,30-0,40 m
Modelo Gaussiano Exponencial Gaussiano Gaussiano Gaussiano Efeito Pepita (Co) 0,0001 0,00049 0,00141 0,0001 0,0001 Patamar (C + Co) 0,082103 0,29411 0,079905 0,11187 0,11262
Variância (C) 0,082003 0,29362 0,078495 0,11177 0,11252 Alcance (a) 185,32 255,00 592,36 268,46 303,10
R² 0,73 0,65 0,82 0,81 0,86
SQR 1,05E-03 7,283E-05 2,763E-03 2,579E-03 1,546E-03
ADE 99% 98% 98% 99% 99%
R2 = coeficiente de determinação; SQR = soma dos quadrados dos desvios; ADE= avaliador da dependência espacial.
Alvarenga et al. (2011), Campos et al. (2013) e Araújo et al. (2014) em trabalhos com atributos de solo, observaram que os modelos esféricos e exponenciais tem melhor ajuste, logo, se apresentam como modelos mais comuns atribuídos ao comportamento do solo, evento bem observado no pivô II, mas não no pivô I.
Quanto ao alcance, os valores estão igual ou abaixo do valor do raio dos respectivos pivôs (625 m para o pivô 1 e 480 m para o pivô 2) e acima dos valores do espaçamento da malha amostral. Panosso et al. (2008) comentam que o alcance é um parâmetro importante no estudo do semivariograma, pois representa a distância máxima em que pontos da mesma variável estão correlacionados espacialmente. Já valores menores que o espaçamento da malha amostral, revelam a independência do evento. A umidade do solo do pivô II apresentou maior valor quando comparado ao pivô I, assim, a umidade possui maior dependência no pivô II que no pivô I. As Figuras 4 e 5 mostram os mapas de krigagem quanto a umidade dos pivôs II e I respectivamente.
Figura 4. Mapa de Krigagem para teor de umidade do solo na camada 0-0,20m em %, no pivô II no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
Figura 5. Mapa de Krigagem para teor de umidade do solo na camada 0-0,20m em %, no pivô I no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
Para a RP, os valores variaram entre 282,3 e 480 m; já para o pivô I, a variação foi de 255 e 592,36 m. As Figuras 6 e 7 mostram os mapas de krigagem quanto a RP da camada 0,0 a 0,40 m dos pivôs II e I respectivamente.
27,0 23,0 19,0 15,0 11,0 29,5 24,5 19,5 14,5 9,5
%
%
3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 4,0 3,0 2,0 1,0 9,5 8,5 7,5 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 1,5 13,0 11,0 9,0 7,0 5,0 3,0 1,0
MPa
MPa
MPa
MPa
Figura 6. Mapa de Krigagem para resistência à penetração (RP) na camada 0-0,10m (A); 0,10-0,20m (B); 0,20-0,30m (C); 0,30-0,40m (D) em MPa, no pivô II no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
A
B
C
A B C D 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 4,0 3,0 2,0 1,0 9,5 8,5 7,5 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 1,5 13,0 11,0 9,0 7,0 5,0 3,0 1,0
Figura 7. Mapa de Krigagem para resistência à penetração (RP) na camada 0-0,10m (A); 0,10-0,20m (B); 0,20-0,30m (C); 0,30-0,40m (D) em MPa, no pivô I no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
Sobre o coeficiente de determinação (R²), a variação foi de 0,54 a 1,00 no pivô II e 0,65 a 0,86 no pivô I. A soma dos quadrados do resíduo (SQR) foram baixos em ambos os pivôs. R² e SQR são parâmetros utilizados para ajustar os modelos de semivariograma, busca-se valores mais altos de R² e valores mais baixos de SQR, conforme comentado por Vendrusculo & Carvalho (2004). A respeito do avaliador de dependência espacial (ADE), em ambos os pivôs, tanto na umidade como na RP, os semivariogramas ajustados revelaram forte dependência espacial. Em trabalhos realizados por Lima et al. (2008) e Martins et al. (2010) avaliando a RP os parâmetros ajustados aos semivariogramas também revelaram forte dependência espacial.
A respeito da umidade de solo, os pivôs apresentaram médias de 21,95% e 20,01% nos pivôs II e I, respectivamente. Portz et al. (2009), em um estudo sobre o ajuste de valores de RP obtidos em campo, concluíram que a mesma é altamente relacionada à umidade e densidade do solo. O pivô II apresentou maior percentual de umidade que o pivô I, contudo, os valores mínimos e máximos de RP na camada 0,0-010m e 0,10-0,20m do pivô II foram superiores aos do pivô I, isso pode ser um indício de compactação.
Gubiani et al. (2005) quando avaliavam a variabilidade temporal do armazenamento de água de um ARGISSOLO Vermelho-Amarelo distrófico arênico sob sistema de semeadura direta e cultivo de feijoeiro concluíram que o aumento da densidade possibilitou um maior armazenamento de água do solo.
Quanto a curtose, em ambos os pivôs, os valores foram próximos de zero. Zanette et al. (2007) num experimento em que visavam avaliar a variabilidade espacial da umidade no solo, em duas profundidades, sob sistemas de plantio direto e convencional na cultura da soja, também verificaram valores próximos de zero, com variação de valores de -1,18 à 0,38.
4.2 TEXTURA DO SOLO
Quanto a textura do solo na camada 0,0-0,20 m (Tabela 6), o pivô I apresentou maiores teores de argila que o pivô II. A análise granulométrica revelou que o pivô II possui 26,94% de argila, enquanto o pivô I possui 29,51%.
Tabela 6. Estatística descritiva dos valores de areia, silte e argila em (%) na camada de 0-0,20 m em duas áreas irrigadas por pivô central no município de Sucupira-TO, 2014.
Estatística Descritiva Pivô 80 ha (II) Pivô 126 ha(I)
Areia Silte Argila Areia Silte Argila
Média 63,86 9,18 26,94 62,45 8,03 29,51 Mediana 65,70 9,31 26,35 61,95 8,50 30,06 Variância 30,41 4,23 27,44 30,89 14,49 36,05 Mínimo 48,20 4,76 17,50 50,85 0,08 16,65 Máximo 72,90 13,66 40,80 75,10 21,78 42,25 CV (%) 8% 22% 19% 8% 47% 20% Assimetria -1,06 -0,06 0,49 0,45 0,20 -0,09 Curtose 0,79 -0,06 0,29 -0,42 2,27 -0,21 CV= Coeficiente de Variação
Também foi constatado que o pivô II possui maior teor de areia e silte. A diferença de frações granulométricas nas áreas medidas neste trabalho pode interferir no comportamento da resistência è penetração. Assis et al. (2009) ao avaliar a interação entre a RP, umidade do solo e tipo de solo, concluíram que solos com maiores teores de argila resultam em elevados valores de RP. Isso pode ser mais um indício que o pivô 80 ha encontra-se em estado mais compactado que o pivô I, pois possui menor teor de argila e maior teor de umidade. Na camada 0,20-0,40 m (Tabela 7), em ambos pivôs, observou-se um aumento no teor de argila, contudo, também nesta profundidade, o pivô I revelou ter maior teor de argila.
Tabela 7. Estatística descritiva dos valores de areia, silte e argila em (%) na camada de 0,20-0,40 m em duas áreas irrigadas por pivô central no município de Sucupira-TO, 2014.
Estatística Descritiva Pivô 80 ha (II) Pivô 126 ha (I) Areia Silte Argila Areia Silte Argila
Média 58,06 10,08 31,84 55,80 8,90 35,29 Mediana 59,15 10,71 32,08 55,70 9,07 35,88 Variância 27,76 9,87 25,40 38,32 10,08 36,70 Mínimo 46,80 2,80 19,37 44,20 0,10 17,76 Máximo 66,40 15,72 42,09 70,00 15,36 51,14 CV (%) 9% 31% 15% 11% 35% 17% Assimetria -0,37 -0,19 -0,22 0,54 -0,27 -0,22 Curtose -0,65 -0,61 0,29 -0,15 0,56 0,57 CV= Coeficiente de Variação
O fato de o relevo ser plano e o solo ter sido revolvido no manejo do solo pode ter causado a eluviação de argila para camadas mais profundas. Fuller et al. (1995) observaram a alteração no conteúdo da argila com manejo intenso do solo
cultivado com cana-de-açúcar. Santos et al. (2012) num trabalho em que pesquisava sobre a influência da aplicação de dejetos líquidos de suínos e cama de frango em um LATOSSOLO Vermelho sob pastagem e culturas de milho e cana-de-açucar, no atributo de argila dispersa em água, também observaram que nas camadas mais profundas, o teor de argila foi maior.
Os valores de CV foram considerados baixos e médios, segundo critérios propostos por Warrick & Nielsen (1980), com variações de 8% a 47%. Valores de curtose foram próximas de zero em ambos pivôs, camadas e frações granulométricas.
O resultado do semivariograma ajustado quanto a textura na camada 0-0,20m (Tabela 8) mostra que o melhor ajuste foi o esférico e gaussiano no pivô II.
Tabela 8. Parâmetros ajustados ao semivariograma dos valores de areia, silte e argila (%) na camada de 0-0,20 m em duas áreas irrigadas por pivô central no município de Sucupira-TO, 2014.
Parâmetro Pivô 80 ha (II) Pivô 126 ha (I)
Areia Silte Argila Areia Silte Argila Modelo Esférico Gaussiano Esférico Gaussiano - - Efeito Pepita (Co) 1,00E-05 0,0253 0,0001 1,00E-05 - - Patamar (C + Co) 8,72E-03 0,074184 0,03883 8,85E-05 - - Variância (C) 0,00871 0,048884 0,03873 7,85E-05 - - Alcance (a) 375,20 480,00 374,90 403,56 - -
R² 0,96 0,98 0,94 0,94 - -
SQR 3,46E-06 2,52E-05 9,97E-05 3,68E-06 - -
ADE 99% 65% 99% 99% - -
R2 = coeficiente de determinação; SQR = soma dos quadrados dos desvios; ADE= avaliador da dependência espacial.
Já no pivô I, a areia melhor se ajustou ao modelo gaussiano. Silte e Argila revelaram efeito pepita puro, indicando descontinuidade dos dados para distâncias menores do que a menor distância entre as amostras. Quanto ao alcance, os valores variaram de 375,2 a 480 m. As Figuras 8 e 9 mostram os mapas de krigagem quanto à textura dos pivôs II e I ha respectivamente na camada 0,0-0,20m.
Figura 8: Mapa de Krigagem para textura do solo na camada 0-0,20m em %, no pivô II no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
21,0 18,0 15,0 12,0 9,0 6,0 3,0 0 37,0 32,0 27,0 22,0 17,0 Argila 73,0 68,0 63,0 58,0 53,0 48,0 Silte Areia
73,0 68,0 63,0 58,0 53,0 48,0 Areia Silte (EPP)
Figura 9: Mapa de Krigagem para textura do solo na camada 0-0,20m em %, no pivô I no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
Argila (EPP) 20,0 15,0 10,0 5,0 0 40,5 37,5 34,5 31,5 28,5 25,5 22,5 19,5 16,5
Panosso et al. (2008) comentam que o alcance é um parâmetro importante no estudo do semivariograma, pois representa a distância máxima em que pontos da mesma variável estão correlacionados espacialmente. Quanto ao R² os valores variaram entre 0,94 e 0,98. A respeito da dependência espacial, a textura do solo para camada 0,0-0,20 m apresentou moderada e forte dependência, conforme parâmetros descritos por Zimback (2001).
Para a textura na camada 0,20-0,40 m (Tabela 9), no pivô II os modelos ajustados foram gaussiano para areia, exponencial para silte e esférico para argila. Tabela 9. Parâmetros ajustados ao semivariograma dos valores de areia, silte e argila (%) na camada de 0,20-0,40 m em duas áreas irrigadas por pivô central no município de Sucupira-TO, 2014.
Parâmetro Pivô 80 ha (II) Pivô 126 ha (I)
Areia Silte Argila Areia Silte Argila Modelo Gaussiano Exponencial Esférico Gaussiano - - Efeito Pepita (Co) 1,71E-04 0,00278 0,00063 1,00E-05 - - Patamar (C + Co) 9,01E-03 0,15923 0,02895 1,21E-02 - - Variância (C) 0,008843 0,15645 0,02831 0,012137 - -
Alcance (a) 324,75 423,00 325,40 290,98 - -
R² 0,98 0,98 0,89 0,89 - -
SQR 8,12E-07 3,42E-05 6,73E-05 1,53E-05 - -
ADE 98% 98% 97% 99% - -
R2 = coeficiente de determinação; SQR = soma dos quadrados dos desvios; ADE= avaliador da dependência espacial.
No pivô I, o modelo gaussiano melhor se ajustou para areia, enquanto para silte e argila, a análise do semivariograma revelou efeito pepita puro, ou seja, descontinuidade dos dados para distâncias menores do que a menor distância entre as amostras. Carvalho et al. (2003) comentam que quando a distribuição é completamente ao acaso, e há independência entre amostras, os métodos da estatística clássica podem ser aplicados. Os alcances variaram entre 290 a 423 m. Quanto ao R², os valores foram de 0,98 para areia e silte e 0,89 para argila no pivô II e 0,89 para areia no pivô I. O ADE foi forte em ambos os pivôs, conforme parâmetros descritos por Zimback (2001). As Figuras 10 e 11 mostram os mapas de krigagem quanto à textura dos pivôs II e I respectivamente na camada 0,20-0,40m.
Areia
Figura 10: Mapa de Krigagem para textura do solo na camada 0,20-0,40m em %, no pivô II no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
64,0 54,0 44,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0 47,5 42,5 37,5 32,5 27,5 22,5 17,5 Argila Silte
Areia
Argila (EPP)
Figura 11: Mapa de Krigagem para textura do solo na camada 0,20-0,40m em %, no pivô I no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
64,0 54,0 44,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0 47,5 42,5 37,5 32,5 27,5 22,5 17,5 Silte (EPP)
4.3 MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO
Valores de matéria orgânica (MO) (Tabela 10) coletadas em março diferiram dos valores de outubro revelando que houve acréscimo de MO.
Tabela 10. Estatística descritiva do valor de matéria orgânica (MO) nos pivôs II e I na camada 0-0,20m, coletados em março 2014 e outubro 2014 no município de Sucupira-TO.
Estatística Descritiva Pivô 80 ha (II) Pivô 126 ha (I)
Março Outubro Março Outubro
Média 1,38 1,66 1,74 1,82 Mediana 1,30 1,60 1,70 1,70 Variância 0,15 1,15 0,09 0,09 Mínimo 0,90 1,00 1,30 1,30 Máximo 2,90 3,30 2,50 2,70 CV (%) 28% 23% 17% 16% Assimetria 1,82 2,00 0,68 0,90 Curtose 4,28 6,55 -0,24 0,34 CV= Coeficiente de Variação
O solo não sofreu qualquer revolvimento neste período, e os resultados revelaram um acréscimo médio de 1,38% para 1,66% no pivô II e de 1,74% para 1,82% no pivô I. Contudo, apenas no pivô II o aumento foi significativo pelo teste de médias (Tabela 11).
Tabela 11. Teor de matéria orgânica (MO) nos pivôs II e I na camada 0-0,20m, coletados em março 2014 e outubro 2014 no município de Sucupira-TO.
Coleta solo Pivô 80 ha (II) Coleta solo Pivô 126 ha (I) Média (%) CV (%) Média (%) CV (%) Março/2014 1,38a 29,19 Março/2014 1,74a 17,95 Outubro/2014 1,66b 24,32 Outubro/2014 1,82a 17,06 Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna não diferem estatisticamente pelo teste de médias por dados emparelhados a 5% de probabilidade.
Bayer e Schneider (1999) comentam que a substituição de plantio convencional pelo plantio direto, resultou numa recuperação dos teores de MO, provavelmente devido às menores perdas por erosão e redução da taxa de decomposição da matéria orgânica. Bertol et al. (2001) por sua vez comentam que o sistema de preparo convencional promove um intenso revolvimento do solo na camada superficial, e isso pode favorecer a decomposição da matéria orgânica. O pivô I apresentou maior teor de matéria orgânica provavelmente por estar em
produção há mais ou menos sete anos, com safras anuais de soja e feijão. Já o pivô II foi implantado há dois anos, com plantios anteriores apenas com a safra de verão. Bayer (1996) afirma que solos de textura argilosa e intemperizados apresentam cargas variáveis e concentração de óxidos de Fe e Al, os quais possibilitam a formação de ligações coordenativas com a matéria orgânica, conferindo uma maior estabilidade física a matéria orgânica. Como o pivô I possui maior teor de argila, a afirmação de Bayer (1996) pode ser outra explicação pelo maior teor de MO encontrado no mesmo.
Os teores de matéria orgânica (Tabela 10) também revelaram valores de curtose próximos de zero, com exceção do pivô II, coletada em março, que apresentou curtose de 4,28 e 6,55 coletada em outubro.
Quanto ao semivariograma ajustado da matéria orgânica (Tabela 12) no pivô II o modelo gaussiano melhor se ajustou na coleta de março, já em outubro, o melhor ajuste foi do modelo esférico.
Tabela 12. Parâmetros ajustados ao semivariograma do valor de matéria orgânica (MO) nos pivôs II e I na camada 0-0,20m, coletados em março 2014 e outubro 2014 no município de Sucupira-TO.
Parâmetro Pivô 80 ha (II) Pivô 126 ha (I)
Março Outubro Março Outubro
Modelo Gaussiano Esférico Gaussiano Gaussiano Efeito Pepita (Co) 0,0016 0,0001 0,000099 0,000091 Patamar (C + Co) 0,08 0,047573 0,030432 0,026329 Variância (C) 0,0784 0,047473 0,030333 0,026238
Alcance (a) 480,00 378,8 214,77 263,27
R² 0,97 0,92 0,82 0,95
SQR 9,462E-05 9,779E-05 1,615E-04 2,230E-05
ADE 98% 99% 99% 99%
R2 = coeficiente de determinação; SQR = soma dos quadrados dos desvios; ADE = avaliador da dependência espacial.
No pivô I, em ambas as coletas de solo, o modelo gaussiano apresentou melhor ajuste. Em desacordo com Alvarenga et al. (2011), Campos et al. (2013) e Araújo et al. (2014) que em trabalhos com atributos de solo, observaram que os modelos esféricos e exponenciais tiveram melhor ajuste.
Quanto ao alcance, os valores estão iguais ou abaixo do valor do raio circunferêncial dos respectivos pivôs e acima dos valores do espaçamento da malha amostral. As Figura 12 e 13 mostram os mapas de krigagem da MO no pivô II nas coletas de março e outubro, respectivamente.
Figura 12. Mapa de Krigagem para matéria orgânica (MO) na camada 0-0,20m em % coletadas em março 2014 no pivô II no município de Sucupira-TO (Fonte: Autor).
Figura 13. Mapa de Krigagem para matéria orgânica (MO) na camada 0-0,20m em % coletadas em outubro 2014 no pivô II no município de Sucupira-TO (Fonte: Autor).
3,5 2,5 1,5 0,5 3,5 2,5 1,5 0,5
Na Figura 14, na coleta de março do pivô I, o alcance foi relativamente baixo, indicando tendência de independência ou ocasionalidade. A Figura 15 mostra o mapa de krigagem da MO na coleta de outubro, também do pivô I. Observando o mapa, é possível perceber um aumento nas tonalidades na percentagem 1,5 a 2,0%, contudo, a Tabela 10 indica que o aumento de MO não foi significativo.
Figura 14. Mapa de Krigagem para matéria orgânica (MO) na camada 0-0,20m em % coletadas em março, no pivô I no município de Sucupira-TO, 2014 (Fonte: Autor).
3,0
2,5
2,0
1,5
Figura 15. Mapa de Krigagem para matéria orgânica (MO) na camada 0-0,20m em % coletadas em outubro 2014 no pivô I no município de Sucupira-TO (Fonte: Autor).
Sobre o coeficiente de determinação (R²), no pivô II, os valores foram 0,97 e 0,92 na coleta de março e outubro respectivamente, já no pivô II, os valores foram 0,82 em março e 0,95 em outubro. A respeito do avaliador de dependência espacial (ADE), em ambos os pivôs e nas duas épocas de coleta de solo, os semivariogramas ajustados revelaram forte dependência espacial. Silva Neto et al. (2012) ao quantificar a variabilidade espacial da produção de biomassa e teor de MO em pastagens de Brachiaria brizantha cv. Marandu também perceberam forte dependência espacial no teor de MO.
3,0
2,5
2,0
1,5
5 CONCLUSÕES
Os valores de resistência do solo à penetração estão nos limites críticos onde causariam restrição ao crescimento radicular nas camadas 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m.
A resistência do solo à penetração è crescente, da camada mais superficial à mais profunda, em ambos os pivôs.
O pivô 80 ha apresenta acréscimo significativo de MO ao solo após 2 safras sucessivas.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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