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Condutividade elétrica aparente do solo correlacionada com a produtividade de culturas
O objetivo desse trabalho foi analisar a variabilidade espacial da condutividade elétrica aparente (CEa) determinada em duas profundidades do solo pelo equipamento Veris e sua correlação com a produtividade da cultura do algodão.
Autores: João Pedro Moro Flores(1); Ricardo Simão Diniz Dalmolin(2); Taciara Zborowski Horst (3); Jean Michel Moura-Bueno(4); Nicolas Augusto Rosin(5)
A interação de fatores pedogenéticos, como o relevo, clima, material de origem, tempo e microrganismos, confere ao solo uma grande variabilidade espacial, devendo esta ser conhecida e tratada de maneira localizada. O conhecimento das limitações, potencialidades locais e tendo ciência que a qualidade física, química e biológica do solo só poderá ser alcançada se lançarmos mão do correto manejo e uso de tecnologias nos sistemas de produção agropecuários. Dessa forma, a demanda por informações de solo em escala detalha tem aumento cada vez mais (MCBRATNEY et al., 2014).
Devemos ter como premissa básica, que o estudo individualizado dos diferentes atributos do solo é de fundamental importância para as tomadas de decisão referentes ao manejo do solo, do sistema produtivo e do gerenciamento das práticas agrícolas. Couto et al. (2015) infere que além de reduzir os efeitos da variabilidade espacial sobre a produtividade das culturas, o estudo individualizado da variabilidade espacial do solo permite estimar respostas das plantas a determinadas práticas de manejo.
A captação da variabilidade espacial dos atributos do solo com alta resolução espacial, utilizando amostragem de solo direta, demanda elevado volume de trabalho em campo, associado ao tempo e custo da análise laboratorial que dificulta seu uso em larga escala (MACHADO et al., 2006). Novas tecnologias visando quantificar atributos do solo de forma indireta tem se mostrado ferramentas com grande potencial de uso.
Dentre elas podemos citar o uso do Veris 3100 utilizado para determinar a condutividade elétrica aparente (CEa) do solo em nível de campo. A CEa possui alta correlação com os atributos físico-químicos do solo. Lesch et al. (2005) cita em seus trabalhos que a CEa do solo relacionasse com o conteúdo de água no solo, textura, conteúdo de matéria orgânica, tamanho e distribuição de poros, salinidade, capacidade de trocas catiônicas e concentração de eletrólitos na solução do solo. Esses atributos do solo apresentam alta correlação com a produtividade das culturas (CARMO & SILVA, 2016). Neste contexto, uso de equipamentos de leitura rápida e de baixo custo da CEa é o ponto de partida para verificar o grau das associações entre a CEa do solo e a produtividade das culturas.
Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi analisar a variabilidade espacial da CEa determinada em duas profundidades do solo pelo equipamento Veris e sua correlação com a produtividade da cultura do algodão.
O estudo foi realizado em uma área agrícola de 109 hectares, no município de Primavera do Leste, Estado do Mato Grosso (MT), Brasil (Figura 1). A área experimental está localizada a 14°55'13″S e 54°14'35″W com altitude média de 701 metros. O clima da região é classificado como Tropical (Aw) com estação seca definida, segundo a classificação climática de Köppen, com temperatura média de 22°C e precipitação média anual de 1784 mm, sendo que 70% do volume é concentrado entre os meses de novembro a março.
As classes de solo que predominam na área são classificadas como Latossolo e Neossolo (SANTOS et al., 2006), com texturas variando de média a arenosa, com a fração argila variando entre 75 e 299 g kg-1 na camada de 0,10 a 0,20 metros de profundidade. O relevo é plano a suave ondulado, com declividade variando de 1 a 5%. A área vem sendo manejada no sistema plantio direto (SPD) a mais de 10 anos com o cultivo do algodão (Gossypium hirsutum L.) semeado no início do período das chuvas, entre outubro e novembro. No período de entressafra é utilizando a cultura do milheto (Pennisetum americanum L.) com planta de cobertura do solo.
Figura 1. Localização da área de estudo e pontos de amostragem de solo.
O mapeamento da CEa do solo foi realizado antes da semeadura do algodão, utilizando o sensor Veris 3100. As profundidades de operação são de 0,0 a 0,32 (CEa rasa) e 0,0 a 0,97 metros de profundidade (CEa profunda), sendo que a CEa rasa é determinada pelos pares de discos internos, e a CEa profunda determinada pelos pares de discos externos sendo seus valores expressos em mS m-1.
As medições de CEa do solo foram realizadas de forma contínua, sendo que a leitura é realizada na frequência de um pulso por segundo de trabalho, e os dados armazenados no controlador Topper 4500. As medições foram realizadas através de passagens sucessivas na área, distanciadas 20 metros entre si a uma velocidade média de 12 km/h, sendo as coordenadas registradas por um GPS Trimble® CFX-750. As medições registradas no controlador sofreram conversão para o formato Shapefile e Excel utilizando o software SMS (Ag Leader Technology®).
Os mapas de CEa gerados sofreram limpeza e refinamento dos dados com o uso do software SSToolBox, eliminando erros de posicionamento e quantificação. O mapa bruto de CEa foi submetido ao processo de interpolação pelo método do vizinho mais próximo como técnica de aproximação, com o uso do software SAGA GIS®, gerando os mapas da especialização da CEa do solo (Figura 2).
Figura 2. Mapas de espacialização da condutividade elétrica aparente (CEa) nas profundidades 0,0 – 0,32 m e 0,0 – 0,97 m e da produtividade do algodão (PROD) na safra 2015/16.
Na safra 2015/16 os valores de produtividade do algodoeiro foram determinados utilizando um sensor de rendimento do tipo fluxo ultrassônico. O sensor de massa, localizado no final do duto de sucção da colhedora, capta os dados de produção a cada 3 segundos de trabalho.
Os dados brutos registrados pela colhedora foram descarregados no software SMS (Ag Leader Technology®) e convertidos para o formato Shapefile e Excel, com a finalidade de realizar a limpeza prévia de erros e filtragem dos dados vindos das colhedoras utilizando o software SSToolBox. Para tratamento dos dados de produtividade, foi utilizado o método de interpolação por vizinho mais próximo, sendo os mapas gerados no software SAGA GIS®, em que foram obtidos os mapas da distribuição espacial da produtividade do algodão.
Os mapas temáticos (Figura 2) foram utilizados para quantificar os valores de cada aferição de CEa e produtividade, a fim de serem exportadas as suas coordenadas com seus respectivos valores de CEa e produtividade em um arquivo de texto. Foi realizada a análise de correlação de Pearson no Excel entre os dados de produtividade e CEa do solo.
Na tabela 1 estão apresentados os coeficientes de correlação de Pearson entre a CEa rasa e profunda do solo e a produtividade do algodão. Pela análise dos dados é possível verificar que a CEa rasa e a CEa profunda apresentam alta correlação entre si (0,95). Esse resultado vai de encontro aos valores obtidos por Valente (2010), que obteve 0,90 de correlação entre a CEa rasa e CEa profunda em seus trabalhos sob um Latossolo Vermelho Amarelo. Corassa et al. (2016) e Sana et al. (2014) também observaram alta correlação entre as CEa rasa e profunda do solo, obtendo valores de R2 = 0,98 e 0,83, respectivamente. A CEa profunda apresenta maior estabilidade ao longo das safras agrícolas, justamente por não sofrer influência da aplicação de corretivos de acidez e fertilizantes, além de apresentar maior equilíbrio hídrico (CORASSA et al., 2016).
A produtividade do algodão se correlacionou significativamente com a CEa rasa (0,69) e profunda (0,65) (Tabela 1). Alcântara et al. (2012) em seus trabalhos sob um Latossolo Vermelho, identificou valores de correlação negativos, porém significantes entre produtividade de soja e CEa rasa do solo, tal fato pode ser explicado devido a esta variável ser influenciada por diversos atributos do solo, dentre eles a matéria orgânica, teor de argila, conteúdo de água e nutrientes da solução do solo (CASTRO & MOLIN, 2008).
Ambos os coeficientes de correlação entre produtividade do algodão e CEa rasa e profunda do solo obtidos para o presente trabalho foram moderados, indicando que esse parâmetro de solo pode ser uma alternativa útil para a delimitação de zonas de manejo distintos dentro do talhão agrícola. Em trabalhos visando identificar a correlação entre a produtividade do milho e a CEa do solo realizados por Corassa et al. (2016), as diferentes zonas de alta e baixa CEa apresentaram diferentes valores de produtividade de milho, expressando o eficiente potencial para discriminar zonas com distinta capacidade produtiva, as diferenças chegaram a 102% de aumento da produtividade observada entre as duas diferentes zonas de CEa que sofriam problemas de acidez de solo.
Tabela 1. Coeficiente de correlação de Pearson entre a produtividade de algodão e a condutividade elétrica aparente (CEa) do solo.
A CEa rasa e profunda e a produtividade do algodão apresentaram ajuste a um polinômio de ordem 2, com valores de R2 = 0,63 e 0,54 respectivamente, indicando que quanto maior o valor de CEa, maior a produtividade da cultura. Carmo et al. (2014) em seu trabalho realizado no sul de Minas Gerais, reportou alta correlação entre a CEa do solo na produção de matéria seca da cultura do milho, se relacionando positivamente com a concentração de nutrientes do solo e os teores de carbonatos adicionados a ele, indicando o uso da CEa como preditora do índice de fertilidade do solo, uma vez que existe uma maior corrente de elétrons de acordo com o aumento da concentração de nutrientes no solo e por consequência como potencial uso para avaliação do crescimento potencial das culturas.
Na cotonicultura, Sana et al. (2014) além de identificar a possibilidade de associação entre atributos do solo com a produtividade do algodoeiro, visando a manejo do talhão em zonas homogêneas de aptidão, relata também o grande potencial de utilização dos mapas de produtividade com a finalidade de investigar a variabilidade espacial existente dentro do talhão. Estudos futuros devem ser realizados utilizando técnicas de mapeamento digital de solo com o objetivo de predizer e espacializar os atributos e classes de solo que estão influenciando na CEa e consequentemente na produtividade das culturas, sendo possível assim, a identificação precisa de zonas de manejo.
A CEa rasa e profunda do solo apresentou correlação moderada com a produtividade do algodão. A variabilidade da CEa na área apresentou relação com a textura do solo. Existe um grande potencial de uso do Veris para a determinação da CEa do solo com a finalidade de identificar zonas de manejo específico dentro de uma área agrícola.
Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico (CNPq) pelo suporte financeiro e a Fundação de Apoio à Pesquisa Agropecuária de Mato Grosso (Fundação MT) pela liberação dos dados.
ALCANTARA, G. R.; REIS, E. F.; QUEIROZ, D. M. Produtividade de culturas correlacionada com condutividade elétrica aparente de um solo sob plantio direto. Revista Agrotecnologia, Anápolis, v. 3, n. 2, p. 62 – 72, 2012.
CARMO, D.L. do. Condutividade elétrica e sua relação com a fertilidade de solos tratados com corretivos e resíduos orgânicos. Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Lavras, Lavras. 168p. 2014.
CORASSA, G. M.; AMADO, T. J. C.; TABALDI, F. M.; SCHWALBERT, R. A.; REIMCHE, G. B.; NORA, D. D.; ALBA, P. J.; HORBE, T. A. N. Espacialização em alta resolução de atributos da acidez de Latossolo por meio de sensoriamento em tempo real. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.51, n.9, p.1306-1316, set. 2016.
COSTA, M. M. Condutividade elétrica aparente do solo como ferramenta para agricultura de precisão em uma área sob cerrado. 2011. 78p. (Mestrado em Engenharia Agrícola). Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, 2011.
COUTO, R.F.; SANTOS, A. L. F.; REIS, E. F. Variabilidade espacial de atributos físicos de um solo sob sistema de plantio direto. Revista Mirante, Anápolis (GO), v.8, n.1, jun. 2015.
LESCH, S.M.; CORWIN, D.L.; ROBINSON, D.A. Apparent soil electrical conductivity mapping as an agricultural management tool in arid zone soils. Computer and Electronics in Agriculture, Netherlands, v.46, n. 1-3, p.351-378, 2005.
MACHADO, P.L.O. de A.; BERNARDI. A.C. de C.; VALENCIA, L.I.O.; MOLIN, J.P.; GIMENEZ, L.M.; SILVA, C.A.; ANDRADE, A.G. de; MADARI, B.E.; MEIRELLES, M.S.P. Mapeamento da condutividade elétrica e relação com a argila de um Latossolo sob plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.41, p.1023-1031, 2006.
MCBRATNEY, A., FIELD, D.J., KOCH, A. The dimensions of soil security. Geoderma, v.213, p.203–213, 2014.
MOLIN, J.P.; CASTRO, C.N. Establishing management zones using soil electrical conductivity and other soil properties by the fuzzy clustering technique. Scientia Agricola, Piracicaba, v.65, p.567- 573, 2008.
SANA, R. S.; ANGHINONI, I.; BRANDÃO, Z. N.; HOLZSCHUH, M.J. Variabilidade espacial de atributos físico-químicos do solo e seus efeitos na produtividade do algodoeiro Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. Campina Grande, PB, UAEA/UFCG. v.18, n.10, p.994–1002, 2014.
SANTOS, H.G. dos; JACOMINE, P.K.T.; ANJOS, L.H.C. dos; OLIVEIRA, V.A. de; OLIVEIRA, J.B. de; COELHO, M.R.; LUMBRERAS, J.F.; CUNHA, T.J.F. (Ed.). Sistema brasileiro de classificação de solos. 2.ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 306p. 2006.
(1)Graduando em Agronomia; Universidade Federal de Santa Maria (UFSM);
(2)Professor adjunto; Universidade Federal de Santa Maria (UFSM);
(3)Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo (PPGCS);
(4)Doutorando PPGCS; Universidade Federal de Santa Maria (UFSM);
(5)Graduando em Agronomia; Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).
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