Neste trabalho é apresentado um sistema que tem como objetivos sistematizar informações de características físicas, químicas e físico-químicas dos principais solos cultivados com cana-de-açúcar no Brasil para simular seus efeitos no balanço nutricional e na produtividade da cana-de-açúcar; desenvolver uma modelagem para fi ns de sistema informatizado para cálculo do balanço nutricional e para recomendação de corretivos e fertilizantes para a cana-de-açúcar, pois certamente contribuirá para formação e reforma de canaviais equilibradamente nutridos e potencialmente mais produtivo

CASTRO, A. de

FREIRE, F. J.

SILVA, F. C. da

VENEGAS, V. H. A.

Portuguese

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JC na Escola Ciência, Tecnologia e Sociedade: Mobilizar o Conhecimento para Alimentar o Brasil457OTIMIZAÇÃO DA FERTILIZAÇÃO E CALAGEM NA CULTURA DE CANA-DE-AÇÚCAR POR MODELAGEMFábio Cesar da Silva1Fernando José Freire2 Victor Hugo Alvarez Venegas3 Alexandre de Castro41 Embrapa Informática Agropecuária de Campinas - SP e Fatec Piracicaba - SP. Email: Fabio.silva@embrapa.br e fcesar.silva@hotmail.com.2 Fundação Joaquin Nabuco e Universidade Federal Rural de Pernambuco, Departamento de Agronomia, Área de Solos.3 Departamento de Solos – Universidade Federal de Viçosa - MG.4 Embrapa Informática Agropecuária de Campinas - SP1. IntroduçãoAs recomendações de adubação praticadas no país baseiam-se, essencialmente, em curvas de resposta, em que nutrientes são aplicados em doses crescentes e seus efeitos observados no incremento da produção, sendo tais calibrações regionalizadas e para determinados tipos de solo. Tais métodos de pesquisa geram tabelas de recomendação que, embora com razoável acerto em suas indicações, apresentam evidente empirismo ou subjetivismo em sua constituição. Assim, uma simples comparação entre tabelas de diferentes estados brasileiros mostra diferentes recomendações para condições semelhantes de solo e de cultivo, e a mesma recomendação para diferentes solos, ou seja, há um erro por desconsiderar tais fatores.Particularmente, no caso da cultura da cana-de-açúcar, em que os fertilizantes são responsáveis por 20 a 25 % do custo de produção, as tabelas apresentam muita variação nas recomendações, tanto para cana planta como para cana soca, o que coloca a cana-de-açúcar como consumidora de 16,3 % de fertilizantes no Brasil (RAMOS, 1999; EMBRAPA, 2009). É necessário o desenvolvimento de um modelo menos empírico que permita diferenciar a necessidade da cultura, de acordo com a produtividade desejada e o potencial de suprimento do solo, de tal forma que a adição de nutrientes seja oriunda fundamentalmente do balanço nutricional. O conhecimento desse balanço permitirá ajustes para a obtenção de recomendações mais adequadas, podendo, inclusive, chegar a uma redução na quantidade de fertilizantes a utilizar, ou também podendo especifi car a falta de um nutriente. O ajuste de modelos mecanísticos de abrangência mais generalizada pode tornar-se uma ferramenta efi caz para recomendações criteriosas e de maior precisão de fertilizantes para a cultura da cana-JC na Escola Ciência, Tecnologia e Sociedade: Mobilizar o Conhecimento para Alimentar o Brasil458de-açúcar, que possibilita a transferência de tecnologia para produtores, em especial que utilizam se de sitio específi cos e de agricultura de precisão.Assim, neste trabalho é apresentado um sistema que tem como objetivos sistematizar informações de características físicas, químicas e físico-químicas dos principais solos cultivados com cana-de-açúcar no Brasil para simular seus efeitos no balanço nutricional e na produtividade da cana-de-açúcar;  desenvolver uma modelagem para fi ns de sistema informatizado para cálculo do balanço nutricional e para recomendação de corretivos e fertilizantes para a cana-de-açúcar, pois certamente contribuirá para formação e reforma de canaviais equilibradamente nutridos e potencialmente mais produtivos. 2. Materiais e MétodosA lógica do sistema de cálculo se baseia na diferenciação da necessidade da cultura, de acordo com a produtividade desejada e o potencial de suprimento do solo, de tal forma que a adição de nutrientes seja oriunda fundamentalmente do balanço nutricional (Figura 1).Coeficiente deUtilizaçãoBiológica (CUB)Demanda nutricionalNível críticoDisponibilidadeno soloBalanço de nutrientesDose recomendadaTaxa derecuperaçãoda plantaTaxa derecuperaçãodo extratorTaxa derecuperaçãodo extratorRequerimento pela plantaProdutividade esperadaP-rem(1)(P,S e Zn)Figura 1. Fluxograma lógico de sistema de recomendação de adubação e calagem em cana-de-açúcar.JC na Escola Ciência, Tecnologia e Sociedade: Mobilizar o Conhecimento para Alimentar o Brasil4592.1.  DESENVOLVIMENTO DA METODOLOGIA2.1.1. Requerimento de Nutrientes pela PlantaPara obtermos a quantidade exigida de nutrientes pela cana, a necessidade e a efi ciência na utilização do nutriente pela cultura, para tanto devem ser considerados e calculados os fatores abaixo:- CUB (Coefi ciente de utilização biológica). Através do CUB pode-se calcular a efi ciência nutricional da planta, que pode ser expressa por kg de matéria seca produzida por kg de nutriente acumulado.- P-rem (fósforo remanescente). Para este modelo adotou-se a relação entre o P-rem e teor de argila, mas aplica-se apenas para P, S e Zn.- Taxa de recuperação da planta. A partir da taxa de recuperação é a quantidade de nutriente a planta consegue recuperar em relação à quantidade aplicada. Através da taxa de recuperação podem-se calcular as doses que devem ser aplicada ao solo, para satisfazer a demanda nutricional da planta. - Demanda nutricional. A demanda nutricional (D) pode ser expressa pela razão entre PDE (produtividade esperada) e CUB (coefi ciente de utilização biológica). Demanda nutricional é a quantidade de nutrientes necessárias para a formação da planta, no caso da cana a formação de colmos, folhas e raízes. Através das equações geradas podemos estabelecer a quantidade requerida de cada nutriente.2.1.2. Subsistema SoloO subsistema solo é estruturado pelos componentes abaixo:- Taxa de recuperação do extrator. A taxa de recuperação do extrator é fundamental para a credibilidade da análise de solo, pois tem como função conhecer o extrator e a razão solo/extrator, seja a solução de Mehlich-1 ou a resina trocadora de íons (Figura 2), podem recuperar de nutriente na análise de solo em função com a quantidade do nutriente aplicado. O efeito residual do P extraído por solução de Mehlich-1 ou a resina trocadora de íons foram:(1) Mehlich-1: ER ={[0,05 + 0,0058 (P-rem)] D} e - [0,000513637 + 0,0000284091**(P-rem)] t (2) Resina: ER = [0,3572 D] e-kt.- Nível crítico: é determinado nutriente equivale a mínima concentração necessária para alcançar o crescimento máximo ou para máximo percentual de açúcar no caso da cana-de-açúcar, entretanto este nível torna-se variável entre planta e solos JC na Escola Ciência, Tecnologia e Sociedade: Mobilizar o Conhecimento para Alimentar o Brasil460e entre plantas e solo, também sobre infl uência dos tratos culturais realizados, como: calagem, quantidade de nutrientes aplicados, entre outros. - Disponibilidade no solo: obtido para disponibilidade de determinado nutriente no solo é necessária a análise de solo utilizando um extrador, para este modelo adotou-se como extrator o Mehlich-1 e resina trocadora de íons (EMBRAPA, 2009). Para o caso de P, S e Zn disponível em soluções extratoras ácidas devem ser considerados a capacidade tampão dos fosfatos no solo (P-remanescente) e a textura do solo, como utilizado no Estado de Minas Gerais (SILVA, 1998). 00,10,20,30,40,50 20 40 60P-rem (mg L-1)Taxa de recuperação do P aplicado (mg dm-3 /kg ha-1)Ŷ = 0,05 + 0,0058**X ; (R2 = 0,618) X entre 8 e 48 mg L-1 e  P aplicado  1.500 kg ha-1(Eq. 18)Figura 2.  Relações entre quantidade P- recuperadas nos colmos de cana e a disponibilidade de P em solos.Balanço de nutrientes.  Tais componentes são indispensáveis para os cálculos e através destes podemos diferenciar e adequar o sistema mais precisamente de acordo com o solo.3. Resultados e Discussão3.1. Quantidade de Nutriente para Sustentabilidade do SoloObservou-se que as doses recomendáveis de nutrientes para satisfazer a demanda de determinadas produtividades, sejam acrescidas de doses suplementares que proporcionem sustentabilidade ao cultivo, de forma que evite a gradual exaustão do solo. As doses recomendadas são também quantifi cadas, temos que a quantidade demandada para determinada produtividade é igual a dose suplementar, ou seja, a mesma quantidade de nutriente extraído  do solo deve ser reposto para que o cultivo seja sustentável. Na Tabela 1, tem se a modelando a demanda por fósforo em função da produtividade e do poder tampão de fosfato do solo.JC na Escola Ciência, Tecnologia e Sociedade: Mobilizar o Conhecimento para Alimentar o Brasil461Tabela 1. Resultados de modelagem de demanda por fósforo em função da produtividade e do poder tampão de fosfato do solo.Componente EquaçãoCana plantaColmoFolhaRaizŶ = 3.393,44 – 36,9102** X – 41,5718** Z + 0,1327** Z2 + 0,3808** XZ, R2 = 0,999** Ŷ = 2.066,46 – 25,3250** X – 25,7776** Z + 0,0901** Z2 + 0,2611** XZ, R2 = 0,998** Ŷ = 3.572,94 – 46,6764** Z + 0,1983** Z2 , R2 = 0,988**Cana socaColmoFolha Ŷ = 1.561,38 – 11,4924** X + 0,01730 X2 – 19,4638** Z + 0,0684** Z2 + 0,1134** XZ, R2 = 0,997** Ŷ = 1.462,37 – 27,0474** X – 18,2272** Z + 0,0635** Z2 + 0,2787** XZ, R2 = 0,998** RessocaColmoFolhaŶ = 1.563,80 – 10,8800** X – 19,9378** Z + 0,0775** Z2 + 0,1084** XZ, R2 = 0,997** Ŷ = 1.466,22 – 26,9710** X – 18,6351** Z + 0,0723** Z2 + 0,2746** XZ, R2 = 0,999**3.2. Calibrações de CUBPara chegar até o valor do CUB se faz necessário saber o quanto de nutriente a planta absorveu da quantidade aplicada em relação a sua produtividade (TCH). (MENDES, 2006) Como exemplo, baseado na exportação pelo colmo de cana-de-açúcar, tem-se na fi gura abaixo a calibração do CUB de K (Figura 3, Tabela 2), mas observou-se que os dados de exportação de nutrientes em cultura de cana de açúcar são modifi cados para potássio, o que requer mais estudos. Tabela 2. Regressões dos coefi cientes de utilização biológica (CUB) de macronutrientes da matéria seca para colmos da cana planta.Nutriente Modelo R2, validade do modelo.N y = 55,199e0,0076x R² = 0,8712, 25 a 200 TCHP y = 279,43e-0,041x R² = 0,7702, 25 a 200 TCHK y = 81,596e0,0015x R² = 0,8309, 25 a 200 TCHCa y = 86,389+ 0,5528x R² = 0,967, 25 a 200 TCHMg y = 75,657 + 1,7962x R² = 0,9543, 25 a 200 TCHJC na Escola Ciência, Tecnologia e Sociedade: Mobilizar o Conhecimento para Alimentar o Brasil462Todavia, a calibração pode ser realizada pela composição de folhas +3 aos quatro meses em relação à produtividade com melhor precisão e exatidão do modelo de balanço.  Figura 3. Relação entre exportação de potássio (kg/ha) e a produtividade de colmos (TCH)ReferênciasEMBRAPA. Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. Editor técnico de Fábio Cesar da Silva. 2. ed. rev. ampl. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica, 2009. 627 p.MENDES, L. C. Efi ciência nutricional nos cultivares de cana-de-açúcar. Viçosa, 2006. Disponível em: <http://www.tede.ufv.br/tedesimplifi cado/tde_arquivos/18/TDE-2006-12-13T150312Z-160/Publico/texto%20completo.pdf>. Acesso em: 07 set. 2016.RAMOS, P. Situação atual, problemas e persp ectivas da agroindústria canavieira de São Paulo. Informações econômicas, n. 29, p. 9-24. 1999.SILVA, C, R. E.; SOUZA, Z, M. Efi ciência do uso de nutrientes em solos ácidos: manejo de nutrientes e uso pelas plantas. Ilha Solteira, 1998. Disponível em: <http://www.agr.feis.unesp.br/acido.htm>. Acesso em: 04 abr. 2016.

Otimização da fertilização e calagem na cultura de cana-de-açúcar por modelagem.

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