Principal component analysis of soil chemical and physical attributes limiting grain yield

O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da análise dos componentes principais, a redução na dimensionalidade de atributos químicos e físicos do solo para a compreensão da variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas de grãos. A área experimental, de 54 ha, é manejada em agricultura de precisão há oito anos. Com base em seis mapas de colheita (soja – safra 2000/2001; milho – 2001/2002; soja – 2002/2003; trigo – 2003; soja – 2003/2004; e milho – 2004/2005), a área foi dividida em três zonas de produtividade de grãos (alta, média e baixa). Foram definidos 15 pontos georreferenciados representativos, para determinação de atributos químicos e físicos do solo, o que totalizou 63 variáveis analisadas. Entre os atributos químicos, o elevado teor de K no solo é o que melhor explica a variabilidade espacial da produtividade das culturas de grãos, provavelmente em razão do desbalanço das relações Ca:K e Mg:K. A zona de baixa produtividade apresentou baixa qualidade física do solo. Neste caso, a infiltração de água no solo, isoladamente, é a variável que melhor explica o desempenho das culturas de grãos. A análise dos componentes principais dos atributos químicos e físicos do solo é estratégia eficiente para explicar a variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas de grãos.The objective of this work was to evaluate, through principal component analysis, the reduction in the dimensionality of soil chemical and physical attributes in order to understand the spatial and temporal variability of grain crop yield. The experimental area of 54 ha has been managed under precision agriculture for eight years. Based on six grain yield maps (soybean – 2000/2001 harvest season; maize – 2001/2002; soybean – 2002/2003; wheat – 2003; soybean – 2003/2004; and maize – 2004/2005), the area was split in three grain yield zones (high, medium, and low). Fifteen representative geo‑referentiated points were defined in order to determine soil chemical and physical attributes, totaling 63 analyzed variables. Among chemical attributes, the high K content in soil is the variable that best explains the spatial variability of grain crop yield, probably due to the imbalance of the Ca:K and Mg:K relations. The low‑yield zone had low soil physical quality. In this case, soil water infiltration, solely, is the variable that best explains the performance of the grain crops. Principal components analysis of soil chemical and physical attributes is an efficient strategy to explain the spatial and temporal variability of grain crop yield

Spatial variability of morphological components and productivity of soybean and its relationship with chemical soil

Após a primeira fase de implementação da agricultura de precisão, foram encontradas baixas correlações entre os atributos do solo e a produtividade da soja. Assim, o conhecimento da relação entre os componentes da planta, tais como componentes de produtividade, além de ser importante para a definição do tipo de planta mais produtiva, pode ajudar na compreensão dos fatores que regulam a produção de grãos de soja. Este estudo teve como objetivo avaliar as relações espaciais entre os componentes morfológicos e produtividade de soja com a variabilidade espacial de atributos do solo. A área experimental (117,17 ha) situa-se entre as latitudes de 26 ° 90 \'27\'\' S e 27 ° 02\' 86\'\' S (Sul) e as longitudes de 69 ° 30 \'88\'\' W e 69 ° 32\' 67\'\' W (Oeste), no município de Boa Vista das Missões, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. As variedades cultivadas utilizadas foram Nidera-5909-RG e Nidera-6411-RG nas safras 2010/2011 e 2011/2012, respectivamente. A área foliar foi estimada pelo método de discos no estádio fenológico V4 da cultura de soja. Amostras de solo e planta foram coletadas em 39 pontos georreferenciados com malha de amostragem regular de 173,73 x 173,73 m. Os dados de atributos químicos do solo apresentaram alta variabilidade espacial. O teor de argila, CTC efetiva, saturação por bases e os teores de potássio, magnésio e manganês apresentam valores que seguem distribuição normal. Dentre as variáveis de solo, os atributos de acidez (pH, teor de alumínio e saturação por bases e por alumínio) apresentaram a melhor correlação com os parâmetros morfológicos de soja. Análise de crescimento mostrou diferença entre os pontos de amostragem com a variabilidade na área experimental, mas o tamanho da grade de amostragem utilizada não foi eficiente para discriminar a variabilidade da massa de matéria seca de parte aérea e de folha. O aumento da massa de matéria seca de parte aérea e de folha aumentou o número de vagens por planta com um e dois grãos na haste (correlações positivas), já a área foliar específica foi negativamente correlacionada com estes duas variáveis. Dentre os componentes de produção de soja, a presença de dois grãos por vagem na haste e três grãos por vagem nos ramos apresentaram distribuição normal. No entanto, a formação de três grãos por vagens na haste apresentou variabilidade espacial. Os atributos do solo que apresentaram maior influência sobre os componentes de produção de soja foram matéria orgânica do solo e teores de argila e fósforo nas safras 2010/2011 e 2011/2012, respectivamente. Para massa de 100 grãos (em ambas as safras) e da produtividade (safra 2010/2011), a performance geoestatística foi efeito pepita puro, o que demonstra a ineficiência da amostragem da grade de três hectares para capturar a variabilidade espacial desses atributos.After the first phase of precision agriculture implementation, low correlations between soil attributes and the soybean yield were found. Thus, knowledge of the relationship between plant components, such as productivity components, besides being important for the definition of plant type most productive, may help in understanding the factors that regulate the production of soybean grain. This study aimed to evaluate the spatial relationships between morphological components and soybean productivity with the spatial variability of soil attributes. The experimental area (117.17 ha) is situated between the latitudes of 26° 90\' 27\'\' S and 27° 02\' 86\'\' S (South), and the longitudes of 69° 30\' 88\'\' W and 69° 32\' 67\'\' W (West), in ´Boa Vista Missões´ county, State of ´Rio Grande do Sul´, Brazil. The cultivated varieties used were Nidera-5909-RG and Nidera-6411-RG in the 2010/2011 and 2011/2012 seasons, respectively. Leaf area was estimated by the discs method at the V4 phenological stage of soybean crop. Soil and plant samples were sampled at 39 georeferenced points with regular sampling grid of 173.73 x 173.73 m. The soil chemical attributes data showed high spatial variability. The clay content, effective CEC, base saturation and potassium, magnesium and manganese contents present values that follow normal distribution. Among the soil variables, the attributes of acidity (pH, aluminum content and base and aluminum saturation) presented the best correlation with morphological parameters of soybean. Growth analysis showed differences between sampling points with the variability in the experimental area, but the size of the sampling grid used was not efficient for discriminating the shoot and leaf dry matter variability. The increasing of shoot and leaf dry matter increased the number of pods per plant with one and two grains per stem (positive correlations), since the specific leaf area was negatively correlated with these two variables. Among soybean production components, the presence of two grains per pod in the stem and three grains per pod on the branches presented normal distribution. However, the formation of three grains per pods in the stem showed spatial variability. The soil attributes that presented highest influence on the soybean production components were soil organic matter and clay and phosphorus content in the 2010/2011 and 2011/2012 seasons, respectively. For weight of 100 grains (in both seasons) and soybean productivity (2010/2011 season), the geostatistical performance was pure nugget effect, demonstrating the inefficiency of the sampling grid three hectares to capture the spatial variability of these attributes

Influência da calagem na mobilidade de cátions básicos e na disponibilidade de nutrientes

Muitos solos brasileiros são naturalmente ácidos e apresentam teores de alumínio tóxicos às plantas que limitam o aumento do rendimento vegetal. Por isso, a calagem é uma prática agrícola normalmente utilizada pelos produtores e que, na maioria das vezes, proporciona retornos econômicos satisfatórios. No sistema de cultivo sob plantio direto, tem-se questionado a necessidade de incorporar o calcário ao solo, porque em algumas situações a eficiência da calagem não tem aumentado o rendimento vegetal. Paralelamente, muitas áreas estão recebendo altas quantidades de adubos fosfatados, o que geralmente diminui a resposta das culturas à calagem, independentemente do sistema de preparo do solo. A incorporação do calcário normalmente promove maiores rendimentos que a calagem superficial, principalmente nos primeiros anos. No entanto, constata-se que a calagem superficial geralmente promove aumento nos rendimentos das plantas que varia com a espécie vegetal e com o tipo de solo, condições de fertilidade, e principalmente com o pH do solo. Como há possibilidade de movimentação do calcário aplicado na superfície do solo no SPD para as camadas mais profundas, a calagem superficial pode ser uma alternativa sem modificar as condições do sistema. Isto ocorre devido à formação de uma rede de canais contínuos e profundos, originados pela morte das raízes e pela atividade de minhocas e corós. A utilização de sais neutros, a exemplo do KCl e do KNO3, aplicados na superfície do solo juntamente com o calcário, pode aumentar a mobilidade do Ca e do Mg no perfil do solo 7 assim como o efeito alcalinizante do corretivo, uma vez que ao se dissociarem liberam ânions que permanecerão na solução do solo. A calagem em níveis adequados para o desenvolvimento das plantas aumenta o pH do solo, diminui os níveis tóxicos de Al e aumenta a disponibilidade de fósforo para as plantas, por diminuir a capacidade de adsorção do fósforo com óxidos de menor grau de cristalinidade (aumenta a área superficial especifica - ASE). Além disso, a calagem aumenta as cargas negativas no complexo de troca catiônica e diminui a solubilidade de ferro e do alumínio aumentando, por isso geralmente aumenta a concentração de fósforo disponível na solução. Porém, em caso de elevação exagerada no pH pode haver a formação de precipitados de fosfato de cálcio de baixa solubilidade e a formação de superfícies recém precipitadas de ferro e alumínio, com alta capacidade de adsorção de fósforo. Considera-se como regra geral que a maior disponibilidade de fósforo nos solos ocorre entre valores de pH 6,0 e 7,0. Em solos de regiões tropicais, entretanto, a disponibilidade de P pode ser máxima entre pH 5,0 e 6,0. Na faixa de pH situada entre 5,5 e 6,5 pode ficar minimizado o efeito da formação de precipitados de cálcio, tornando o P mais disponível na solução, visto que em faixas de pH mais baixos, ocorre em maior intensidade os processos de adsorção e precipitação com Fe e Al. Já em faixas de pH mais elevados, aumenta a intensidade do Ca presente na solução precipita com o P, diminuindo sua disponibilidade às plantas. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a mobilidade vertical de cálcio e magnésio assim como os efeitos corretivos da acidez em profundidade, a partir da adição de sais neutros de potássio juntamente com quantidades de corretivo da acidez aplicados sobre a superfície do solo. Além disso, objetivou avaliar o efeito da combinação de fósforo e doses de calcário na alteração dos atributos químicos de um Cambissolo Húmico e no rendimento de massa seca de dois cultivos sucessivos realizados em casa-de-vegetaçãoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Mobilidade de cátions e correção da acidez de um Cambissolo em função da aplicação superficial de calcário combinado com sais de potássio

A menor reatividade do calcário abaixo dos locais de aplicação deve-se principalmente à sua baixa solubilidade, ao aumento das cargas negativas nas camadas aplicadas devido ao aumento do pH e à pequena permanência dos ânions adicionados na solução do solo. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da adição de ânions a partir de sais de K sobre a superfície do solo, no incremento da reatividade do calcário e na mobilidade de seus cátions em um Cambissolo Húmico. O experimento foi realizado em 2005, em solo com 360 g kg-1 de argila, 60 g kg-1 de matéria orgânica e pH 4,1. Foram utilizadas três doses de calcário dolomítico (0, 0,74 e 1,48 kg m-2), combinadas com 40 g m-2 de K, na forma de KCl ou de KNO3, e com uma testemunha sem K, todos incorporados no primeiro centímetro da coluna do solo. As unidades experimentais (colunas de PVC com 10 x 30 cm, contendo 1,5 kg de solo) foram percoladas 21 vezes, a cada sete dias, com 300 mL de água destilada por semana, totalizando o equivalente a 800 mm de chuva. Os sais potássicos lixiviaram muito mais Ca e Mg do que o calcário. Na média dos três tratamentos de calagem, a adição dos sais aumentou a lixiviação total de Ca, Mg e K, respectivamente de 36 para 132 mg, de 5,8 para 26 mg e de 25 para 51 mg/coluna, relativamente ao tratamento sem adição de sal. Na ausência dos sais, a aplicação da maior dose de calcário dolomítico lixiviou apenas 5 mg de Ca e 1,2 mg/coluna de Mg, em relação ao tratamento sem calcário. A calagem superficial afetou o pH do solo e a concentração de Ca, Mg e Al trocável até a profundidade máxima de 5,0 cm, cujas alterações foram quase sempre proporcionais à dose aplicada, porém não foram influenciadas pela adição dos sais. A aplicação dos fertilizantes potássicos não influenciou a capacidade reativa do calcário aplicado na superfície do solo

Épocas e parcelamentos da adubação nitrogenada aplicada em cobertura na cultura do feijoeiro, grupo comercial preto e carioca, em semeadura direta Time and partition of nitrogen fertilization side-dressed applied on bean crop, black and carioca commercial group, in direct sowing

O trabalho teve como objetivo avaliar qual a melhor época de aplicação do N e qual o parcelamento da adubação nitrogenada a ser adotado no sistema plantio direto, em cultivares de feijoeiro do grupo comercial preto e carioca. O experimento foi conduzido no município de Jaboticaba - RS. Os tratamentos constaram da aplicação de N, utilizando como fonte nitrogenada a ureia, em uma única dose (100%), nas épocas: emergência das plântulas, aos 7, 14, 21, 28 e 35 dias após emergência (DAE), e das seguintes combinações de parcelamentos: 50%+50%, 30%+70% e 70%+30% da dose em cada época, totalizando 36 tratamentos. As variáveis avaliadas foram: estatura de plantas (cm); número de nós da haste principal; número de nós m-2; número de legumes planta-1; número de legumes m-2; número de grãos legume-1; altura da base do primeiro legume ao solo; altura de inserção do primeiro legume; e massa de 100 grãos e produtividade de grão. Conclui-se que a melhor época de aplicação e parcelamento foi 30% da dose aos 7DAE + 70% aos 35DAE, diferindo das sugestões propostas pelas atuais recomendações de N para a cultura do feijoeiro. Além disso, a aplicação de 100% da dose de N, na emergência das plântulas, apresentou as menores produtividades, não se mostrando promissora para os grupos de feijoeiro estudados.<br>The research had as objective to evaluate what is the better time of N application and what is the partition of nitrogen fertilization to be used in no tillage system, in bean cultivars of black and carioca commercial groups. The experiment was conducted in Jaboticaba city - RS. The treatments were N application, using urea as nitrogen source, in one dose (100%) in the time: seedling emergence, at 7, 14, 21, 28 and 35 days after emergence (DAE) and according to the following partition combinations: 50%+50%, 30%+70 and 70%+30% of the dose in each time, totalizing 36 treatments. The variables evaluated were: plant height (cm); number of nodes of principal stem; number of nodes m-2; number of pods plant-1; number of pods m-2; number of grains pod-1; base height of the first pod from the soil; insertion height of the first pod; and 100 grains mass and productivity. It is concluded that the better time of application and partition was 30% of the dose at 7DAE + 70% at 35DAE differing of the suggestions proposed by the actual N recommendations for bean crop. And that the application of 100% of the N dose, at the seedlings emergence, presented the lowest productivity does not showing be promising to the bean groups studied

Densidade amostral aplicada ao monitoramento georreferenciado de lagartas desfolhadoras na cultura da soja Sample density applied to the georeferenced monitoring of defoliating caterpillars in soybean crop

O conhecimento da distribuição espaço-temporal de insetos-praga na cultura da soja, por meio do uso de ferramentas da agricultura de precisão, tem sido apontado como uma importante estratégia no manejo integrado de pragas (MIP). Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi avaliar a influência da densidade amostral no monitoramento de lagartas desfolhadoras na cultura da soja. O experimento foi conduzido em área experimental de 48,0ha, localizada no município de Júlio de Castilhos - RS, no ano agrícola 2008/2009. O monitoramento georreferenciado foi realizado seguindo três malhas amostrais regulares, 50x50m, 71x71m e 100x100m e também seguindo o método tradicional de amostragem. Durante todo o ciclo da cultura, e para cada malha amostral, foram realizadas cinco avaliações da infestação de lagartas, duas no estádio vegetativo e três no reprodutivo, com a utilização do pano-de-batida. Para analisar a distribuição espaço-temporal das lagartas na área, os dados foram submetidos à análise estatística descritiva e à geoestatística, utilizando semivariogramas e krigagem para elaboração dos mapas temáticos. Os resultados obtidos indicam que as grades amostrais avaliadas permitem caracterizar a distribuição espacial das lagartas e modelar a variabilidade espacial de lagartas na cultura da soja. A amostragem e monitoramento georreferenciado e posterior elaboração de mapas temáticos constituem-se numa alternativa potencial para agregarem-se às estratégias de MIP.The knowledge of the spatial and temporal distribution of pest insects on soybean crop through the use of precision agriculture tools, have been appointed as an important strategy in the integrated pest management (IPM). In this sense, the objective of this research was to evaluate the influence of sample density in the monitoring of defoliating caterpillars in soybean crop. The experiment was conducted in the experimental area of 47.98ha, located in Júlio de Castilhos - RS city, in 2008/2009 season. The georeferenced monitoring was carried out following three regular grids, 50x50m, 71x71m and 100x100m and also following the traditional method of sampling. During the entire crop cycle, and for each grid, there were conducted five evaluations of caterpillar infestations, two on the vegetative stage and three in the reproductive, using a beat cloth. To analyze the spatial and temporal distribution of caterpillars in the area, the data were submitted to descriptive statistical analysis and geostatistics analysis, using semivariograms and kriging to the elaboration of thematic maps. The results obtained indicated that the evaluated sample grids allowed to characterize the spatial distribution of caterpillars and modeled the spatial variability of caterpillars in soybean crop. The sampling and the georeferenced monitoring and further development of georeferenced thematic maps constitute a potential alternative to aggregate to the IPM strategies