Este estudo teve como objetivo avaliar, por meio de técnicas de agricultura de precisão e utilizando a geoestatística, a variabilidade espacial dos teores de nutrientes nas folhas de soja cultivada em sistema plantio direto na Região dos Campos Gerais, Paraná.bitstream/CNPS/11564/1/comtec17_2002_variab_espacial_ap.pd

BERNARDI, A. C. de C.

CARMO, C. A. F. de S. do

MACHADO, P. L. O. de A.

MEIRELLES, M. S.

SILVA, C. A.

VALENCIA, L. I. O.

Portuguese

Este estudo teve como objetivo avaliar, por meio de técnicas de agricultura de precisão e utilizando a geoestatística, a variabilidade espacial dos teores de nutrientes nas folhas de soja cultivada em sistema plantio direto na Região dos Campos Gerais, Paraná

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Variabilidade Espacial deTeores de Nutrientes emFolhas de Soja comoFerramenta paraAgricultura de PrecisãoAlberto Carlos de Campos Bernardi1Ciríaca Arcângela F. de Santana do Carmo1Pedro Luiz Oliveira de Almeida Machado1Carlos Alberto Silva2Luiz Ivan O. Valencia3Margareth Simões Meirelles11 Pesquisadores da  Embrapa Solos, Rua Jardim Botânico, 1.024. Rio de Janeiro - RJ. CEP: 22460-000.  E-mail: alberto@cnps.embrapa.br,ciriaca@cnps.embrapa.br, pedro@cnps.embrapa.br e margaret@cnps.embrapa.br2 Universidade Federal de Lavras - UFLA - MG - Dep. de Ciência do Solo3 Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ - Instituto de Geociências17ISSN 1517-5685Rio de Janeiro, RJDezembro, 2002TécnicoComunicadoIntroduçãoA busca por novas tecnologias que possibilitem o aumentode produtividade com o menor impacto sobre o meioambiente tem, como um dos principais exemplos, a adoçãodo sistema de plantio direto. Mais recentemente, na regiãode Campos Gerais no Paraná, o advento da utilização dastécnicas de agricultura de precisão tem ocasionadomudanças na forma de gerenciar o agronegócio pelosagricultores. O impulso a este novo conjunto de tecnologiasfoi iniciado com o aprimoramento das técnicas deposicionamento geográfico preciso através de informaçõesobtidas por satélites. Com isso, iniciou-se um novo ciclo degerenciamento de informações, que possibilita associar avariabilidade da produtividade das culturas com o estadonutricional das plantas.O uso das técnicas de agricultura de precisão configura-seem um grande avanço na agricultura, pois possibilita oaumento de produtividade e a diminuição do impacto sobreo meio ambiente da atividade agrícola. Isso é possível poisesta técnica permite a localização exata no campo dosfatores limitantes ao rendimento das culturas, como porexemplo as condições do solo, estado nutricional,ocorrência de pragas e doenças, ou invasoras. Assim épossível identificar em que parte da lavoura,especificamente, deverão ser realizadas as intervenções equais nutrientes estão sendo limitantes à produção. Noentanto, como toda nova tecnologia, existem ainda váriasquestões que devem ser respondidas. Uma destas questõesé com relação à variabilidade espacial destes fatoreslimitantes à produtividade.A análise quantitativa do solo, usando a Geoestatística, temsido o método mais comumente utilizado para determinar adistribuição espacial da disponibilidade de nutrientes para asplantas (McBratney & Pringle, 1999; Mulla & McBratney,2000), pois fornece informação indireta sobre adisponibilidade deles no solo. Já a análise de tecidosvegetais é uma medida direta, pois os resultadoscorrespondem à quantidade de nutriente absorvida pelasplantas (Munson & Nelson, 1990). Desta forma, o teor denutrientes nos tecidos vegetais reflete sua realdisponibilidade no solo, uma vez que existe uma relaçãoentre o fornecimento de um nutriente pelo solo ou por umfertilizante e a concentração na folha, e uma relação entreessa concentração e a produção da cultura.ORDEM E  PROGRESSOMinistério da Agricultura, Pecuária e AbastecimentoFoto: Claudio Lucas Capeche2 Variabilidade Espacial de Teores de Nutrientes em Folhas de Soja como Ferramenta para Agricultura de PrecisãoPara a estimativa espacial ótima dos atributos de solo e deplanta, é necessário desenvolver estratégias eficientes deamostragem baseadas na geoestatística. McBratney &Pringle (1999) mostraram que a geostatística foi essencialpara descrever e quantificar a variabilidade espacial defatores limitantes da alta produtividade. Apesar de jáexistirem alguns estudos mostrando a variabilidade espacialdos atributos de solo, ainda são poucos os resultados sobreesta variabilidade para a diagnose foliar, especialmente nosistema de plantio direto. Os estudos de Franzen & Peck(1995a; 1995b; 1997) relacionaram os teores de Ca, Mg,P e K em folhas de milho com os teores no solo. Os autoresconcluíram que a análise de plantas foi útil no mapeamentode áreas nas quais a análise de solo não foi eficaz paraexplicar a resposta das plantas à aplicação de nutrientes.Através do alcance do semivariograma, a geoestatísticapode contribuir para o estabelecimento da malha deamostragem. O alcance é um dos parâmetros do modelo desemivariograma e indica a distância até onde o atributoapresenta continuidade espacial. Ele depende da direção eda escala espacial da área de estudo. De fato, a extensão dacélula de amostragem de atributos de solo é definida, deacordo com Mulla & McBratney (2000), como sendo 0,25a 0,5 do valor de alcance do atributo sob análise.Este estudo teve como objetivo avaliar, por meio de técnicasde agricultura de precisão e utilizando a geoestatística, avariabilidade espacial dos teores de nutrientes nas folhas desoja cultivada em sistema plantio direto na Região dosCampos Gerais, Paraná.Material e MétodosA área de estudo localiza-se na Fazenda Tabatinga, naregião de Campos Gerais, no município de Carambeí,Paraná, nas coordenadas 24o51’45" S e 50o15’58", e estásituada entre 615 e 870 m de altitude. O clima é subtropicalcom média de 1.560 mm anuais de chuva e temperaturaanual média de 17,6oC. O tipo de solo predominante na áreaexperimental é o Latossolo Vermelho distroférrico, comteores de argila variando de 180 a 720 g kg -1. Na Figura 1,é apresentada uma foto da área.O sistema de plantio direto vem sendo adotado nesta áreadesde 1988 e, de acordo com o seguinte esquema: cultivode soja no verão, por duas safras consecutivas, em rotaçãocom trigo e aveia preta no inverno; após estas safras,cultiva-se o milho no verão. Por ocasião do plantio, no anode avaliação, foram utilizadas as doses de 62,5 kg ha-1 deK2O e 62,5 kg ha-1 de P2O5 (250 kg ha-1 da formulação NPK0-25-25). As sementes de soja foram inoculadas comBradyrhizobium spp. Foram feitas também, na fase anteriorà floração da cultura, pulverizações foliares com sulfato demanganês.As amostragens de folhas foram realizadas no verão de2000 (janeiro), início do florescimento da soja, sendo amalha de amostragem composta de uma grade maior comcélulas de 40 x 40 m, num total de 107 pontos deamostragem cobrindo 13 ha. Observou-se duas áreas comdiferenciação textural e nelas estabeleceram-se 2 novasmalhas de amostragem mais densa, com subdivisões de 20X 20 m ; 10 X 10 m e; 5 X 5 m, perfazendo, um total de 72amostras cada. O esquema das malhas de amostragemadotado está apresentado na Figura 1.Fig. 1. Ortofoto da área de estudo (destacada em verde) e esquema das grades de amostragens adotado na fazendaTabatinga em Carambeí, PR.3Variabilidade Espacial de Teores de Nutrientes em Folhas de Soja como Ferramenta para Agricultura de PrecisãoAs coordenadas geográficas dos pontos amostrados foramobtidas através do uso de aparelho GPS Trimble®Geoexplorer 3C, com precisão de cerca de 2 metros.Para a diagnose foliar, foram amostradas as folhas maisnovas, totalmente expandidas, quando mais de 50% dasplantas estavam no florescimento, seguindo asrecomendações de Sfredo et al. (1986). Foram coletadasfolhas de 30 plantas em volta de cada ponto deamostragem. Analisou-se os macronutrientes N, P, K, Ca,Mg, S e os micronutrientes B, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn, deacordo com a metodologia de Carmo et al. (2000).A análise geostatística consistiu da construção desemivariogramas experimentais nas direções X e Y e o ajustede modelos de continuidade espacial gaussiana, esférica eexponencial. Os dados foram analisados utilizando-semétodos geoestatísticos do programa GSLIB (Deutsch &Journel, 1992).Resultados e DiscussãoAs médias, intervalos de confiança, desvio padrão ecoeficientes de variação da produtividade de grãos de soja eteores de nutrientes analisados nas folhas encontram-se naTabela 1. Estes resultados das análises de folhas foramsubmetidos à análise de geoestatística para determinar avariabilidade espacial dos valores. Os semivariogramas paratodos os teores de nutrientes nas folhas foram ajustados, eos resultados da análise espacial e os parâmetros dosmodelos ajustados estão na Tabela 2. Todas as variáveisforam ajustadas a modelos exponenciais, com exceção do Pao qual ajustou-se o modelo esférico, indicando que estassão variáveis. Nesta Tabela 2 também são apresentados osvalores relativos ao alcance dos semivariogramas paraatributos da diagnose foliar. Os valores médios, para asdireções X e Y, foram de 67 a 43 m para planta. De acordocom a metodologia proposta por Mulla e McBratney (2000),a célula de amostragem de solo pode ser definida comosendo 0,5 do valor do alcance do semivariograma. Assim,os valores para a célula de amostragem seriam de 34 X 22m. Os resultados sugerem a coleta de 14 amostras porhectare e que são muito próximos aos valores encontradospor Silva et al. (2002).O número elevado de amostras a ser coletado por área podeinviabilizar a adoção da agricultura de precisão, por partedos agricultores e técnicos, numa propriedade rural,considerando não só o trabalho com a coleta de amostrasmas, principalmente, o custo da análise em laboratório.Estes resultados mostram a necessidade de se testar novasferramentas como sensores em tempo real, para solo (ex.sensor para a condutividade elétrica) e planta (ex. sensor doteor de clorofila e imagens espectrais), bem como novasrotinas automatizadas e de baixo custo de análiseslaboratoriais. A amostragem por grade também poderia serutilizada numa gleba da propriedade rural e não,necessariamente, em todos os anos agrícolas, pois osresultados de atributos de solo e de planta, combinados como mapa de colheita e com o conhecimento do histórico dedesempenho da cultura na gleba, podem auxiliar noestabelecimento de zonas de manejo.Além disto, como foi demonstrado neste trabalho e noanterior, de Silva et al. (2002), o diagnóstico do estadonutricional da cultura combinado com a avaliação dafertilidade do solo, após a identificação do nutrientelimitante da produção, poderia se fazer a análise do soloespecificamente para este nutriente.Parâmetros N P K Ca Mg S B Cu Fe Mn ZnEstatísticos g kg-1 mg kg-1Média 44,7 2,8 14,6 1,9 6,2 2,3 15,8 33,2 5,7 63,3 29,6Desvio padrão 2,7 0,4 3,2 0,3 0,5 0,2 1,8 3,8 0,6 13,5 4,3Mediana 44,72 2,78 14,74 1,83 6,21 2,31 15,4 33,29 5,64 60,6 29,1Mínimo 36,14 1,91 7,31 1,36 5 1,96 12,9 22,14 4,41 47,9 19,9Máximo 56,08 3,88 20,79 2,89 7,4 3,11 21,3 42,87 8,81 154 44,2CV 6,1 14,9 21,7 16,9 7,3 8,7 11,1 11,5 10,7 21,4 14,6Tabela 1. Parâmetros estatísticos dos teores de nutrientes nas folhas de soja, cultivada em sistema plantio direto em Carambeí, PR.4 Variabilidade Espacial de Teores de Nutrientes em Folhas de Soja como Ferramenta para Agricultura de PrecisãoNutriente Modelo Alcance C0 C Patamarnas folhas X YN Exponencial 60 20 0,40 1,20 0,80P Esférico 60 60 0,02 0,12 0,10K Exponencial 60 60 0,40 0,90 0,50Ca Exponencial 60 30 0,30 0,70 0,40Mg Exponencial 80 80 0,30 0,75 0,45S Exponencial 80 30 0,20 0,90 0,70B Exponencial 70 25 0,35 0,95 0,60Cu Exponencial 80 35 0,35 0,90 0,55Fe Exponencial 60 60 0,20 0,55 0,35Mn Exponencial 50 20 12,0 22,0 10,0Zn Exponencial 80 35 0,20 0,70 0,50Tabela 2. Modelos de variogramas e seus coeficientes para os nutrientes nas folhas da soja cultivada em sistema plantio diretoem Carambeí, PR.ConclusõesDentro das condições que foi conduzido este trabalho, ouso da geoestatística permitiu conhecer a variabilidadeespacial dos teores de nutrientes nas folhas de sojacultivadas em sistema plantio direto. O conhecimento destavariabilidade espacial é a etapa inicial e imprescindível parasubsidiar o planejamento e o manejo da área.AgradecimentosAo Programa Prodetab (Projeto No. 041-01/99), pelofinanciamento, e à Fundação Giacometti pelo apoio naadministração dos recursos. À Fundação ABC, através dospesquisadores Volnei Pauletti e Leandro Gimenez pelo apoiotécnico-científico. Ao proprietário da Fazenda Tabatinga, Sr.Geraldo Slob, pela permissão para a utilização da área noestudo, e ao Eng. Agrônomo José Carlos Sguario Jr. peloapoio.Referências BibliográficasCARMO, C. A. F. S; ARAÚJO, W. S.; BERNARDI, A. C. C.;SALDANHA, M. F. C. Métodos de análise de tecidosvegetais utilizados na Embrapa Solos. Rio de Janeiro,Embrapa Solos, 2000. 41 p. (Embrapa Solos. Circulartécnica, 6).DEUTSCH, C. V.; JOURNEL, A. G. GSLIB geostatisticalsoftware library and user’s guide. Oxford University Press:New York, 1992. 341p.FRANZEN, D. W.; PECK, T. R. Spatial variability of plantanalysis calcium and magnesium levels before and afterliming. Communications in Soil Science and Plant Analysis,New York, v. 26, n.13/14, p.2263-2277, 1995a.FRANZEN, D. W.; PECK, T. R. Spatial variability of plantanalysis phosphorus levels. Communications in SoilScience and Plant Analysis, New York, v.26, n.17/18,p.2929-2940, 1995b.FRANZEN, D. W.; PECK, T. R. Spatial variability of plantanalysis potassium levels. Communications in Soil Scienceand Plant Analysis, New York, v.28, n.13/14, p.1081-1091, 1997.McBRATNEY, A. B.; PRINGLE, M. J. Estimating averageand proportional variograms of soil properties and theirpotential use in precision agriculture. 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W.; FIXEN, P. E.; WHITNEY, D. A.(Ed.). Soil testing and plant analysis. Madison: SSSA.1990. p.359-387.SFREDO, G. J.; LANTMANN, A. F.; CAMPO, R. J.;BORKERT, C. M. Soja, nutrição mineral, adubação ecalagem. Londrina: EMBRAPA-CNPSo. 1986. 21p.(EMBRAPA-CNPSo., Documentos, 64).SILVA, C. A.; MACHADO, P. L. O. A.; BERNARDI, A. C.C.; CARMO, C. A. F. S.; VALENCIA, L. I. O.; ANDRADE, A.G.; PENELLO, M. S. Amostragem de solo em área de sojasob plantio direto: uso de técnicas de agricultura deprecisão. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2002. 7p.(Embrapa Solos. Comunicado Técnico, n. 10).

Variabilidade espacial de teores de nutrientes em folhas de soja como ferramenta para agricultura de precisão.

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