Introdução

Agricultura de precisão baseia-se em princípios de gerenciamento agrícola de informações sobre as variabilidades dos fatores de produção e da própria produtividade. Cada área pode ter consideráveis variações em seus atributos físicos e químicos. Para estudar a variabilidade espacial desses atributos, utilizam-se técnicas como a geoestatística, baseada na “teoria das variáveis regionalizadas”. Um dos atributos do solo que podem ser submetidos para manejo com a agricultura de precisão é a a resistência do solo à penetração que se caracteriza como um dos atributos físicos do solo diretamente relacionados com o crescimento das plantas e modificados pelos sistemas de preparo do solo.

Valores superiores a 4,0 MPa de resistência do solo à penetração podem influenciar o crescimento das raízes em comprimento e diâmetro (ECCO et al., 2012). Um dos fatores contribuinte aos danos estruturais é a condição do teor de água do solo no período de implantação das culturas, quando normalmente o solo apresenta-se com umidade acima do ponto de friabilidade; assim ao ocorrer tráfego, potencializa-se o efeito da compactação do solo (ROSA, 2011).

O sistema plantio direto tem apresentado importantes melhorias nas características químicas e biológicas do solo, assim como contribui com a redução da erosão laminar. Nos solos argilosos ocorre maior retenção de água devido ao grande volume de microporos quando comparados a solos de textura arenosa, além da forma e disposição das partículas laminares, o que tem favorecido o processo de compactação dos mesmos (SECCO, 2004).

A compreensão e a quantificação do impacto do uso e manejo dos solos são fundamentais no desenvolvimento de sistemas agrícolas (NIERO, 2009). Os diversos problemas no sistema plantio direto resultam de: incipiente rotação de culturas, insuficiente cobertura de solo, pequena adição de fitomassa ao solo, manejo inadequado do sistema integração lavoura-pecuária, uso de semeadoras equipadas, exclusivamente, com discos para abrir os sulcos de semeadura, ausência de práticas mecânicas para manejo de enxurrada, abandono da semeadura em contorno, escarificação esporádica do solo sob justificativas mal fundamentadas, excessivo uso de calcário (DENARDIN, 2009). Portanto, objetivou-se avaliar a variabilidade espacial da resistência do solo à penetração (RP) em um Latossolo Vermelho distroférrico em área sem mobilização.

Material e Métodos

O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Grande Dourados – UFGD, no município de Dourados, MS, Brasil. O local situa-se à latitude de 22º14’S, longitude de 54º59’W e altitude de 434 m. O clima da região segundo a classificação de Köppen é CWa. O solo da área é um Latossolo Vermelho distroférrico (EMBRAPA, 2006) cuja análise granulométrica das camadas analisadas está apresentada no Quadro 1.

A área experimental foi cultivada com sistema de sucessão soja verão e milho safrinha por mais de 10 anos. Para determinação do teor de água do solo no momento da coleta de dados (abril de 2013) coletaram-se amostras deformadas aleatoriamente na área, em todas as camadas (Quadro 1), sendo utilizado o método gravimétrico, conforme Kiehl (1979) e Embrapa (1997). Para a avaliação da resistência mecânica do solo a penetração, utilizou-se penetrômetro eletrônico denominado de PenetroLOG®, modelo PLG1020 (Falker, 2010). O medidor segue as recomendações da norma internacional ASAE S.313.3 (ASABE, 2006).

Para a determinação da posição geográfica dos pontos na área foi utilizado um GPS. A metodologia para espacialização da resistência mecânica do solo à penetração constou da montagem de malha regular de coleta de 20 x 20 m, totalizando 40 pontos na área (área de aproximadamente 1,0 ha). Os dados foram coletados pelo penetrômetro eletrônico nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30- 0,40; 0,40-0,50 e 0,50-0,60 m.

Após a coleta de dados os mesmos foram descarregados em software específico e transportados para planilha eletrônica, para posterior realização das análises por camadas. Além dos dados por camadas, foi obtido pela análise do perfil do solo de cada ponto os valores máximos de RP, e a profundidade de ocorrência do valor máximo da RP. Inicialmente, os dados foram analisados por meio da estatística descritiva, obtendo-se média, variância, coeficiente de variação, assimetria e curtose, para obter uma visão geral do comportamento dos dados.

Foi efetuada a distribuição de frequência para caracterizar a normalidade dos dados utilizando o teste Ryan-Joiner a 5% de probabilidade. Para verificação da dependência espacial, interpolação dos dados de resistência à penetração e construção de mapas foi empregada à análise geoestatística. Em seguida à modelagem dos semivariogramas, foi realizada a interpolação por krigagem ordinária, para espacialização da resistência à penetração.

Resultados e Discussão

Para a camada de 0-0,10 m, os valores médios de RP foram considerados como baixos (Quadro 2). Pois os valores críticos de RP podem ser considerados nos sistemas em cultivo mínimo de 3,0 MPa e no SPD de 3,5 MPa (MORAES et al.,2014). O uso dos valores médios das camadas para determinação da RP e para confecção dos mapas de manejo (escarificação/ subsolagem) deve ser usado com critério, pois pode mascarar os problemas de compactação do solo.

Uma possibilidade é o uso da RP máxima do perfil (Quadro 2), ou valores máximos de RP de cada camada. Os valores máximos de RP obtidos em cada camada apresentam resultados diferentes dos médios da RP (Quadro 2), sendo que a camada de 0-0,10 e 0,10-0,20 m foram consideradas como RP média, e as camadas de 0,20-0,30; 0,30-0,40; 0,40-0,50 e 0,50-0,60 m foram consideradas como RP alta.

Este fato demonstra que em alguns pontos da área os valores de RP passam a ser considerados como médio e alto o que não se observou utilizando os valores médios da RP. Portanto, os mapas de manejo do solo devem ser baseados em valores máximos de RP, e não média, pois o uso da média mascara o real valor da RP. Os valores observados para a profundidade da RPMax foi de 0,38 m (Quadro 2), o que caracteriza a necessidade do uso de uma subsolagem para remoção, e pode-se caracterizar como uma compactação profunda, pois o equipamento deve trabalhar 0,10 m abaixo da camada compactada, tendo como profundidade de regulagem do equipamento de 0,48 m.

O ajuste do semivariograma para a RP foi o modelo esférico para todas as camadas avaliadas e para a resistência máxima no perfil (RPMax) e a profundidade de ocorrência RPMax ao longo da área avaliada (Quadro 3). Os ajustes apresentaram consideráveis percentuais de significância demonstrados pelos coeficientes de determinação (R2) e pelo baixo valores da soma de quadrado de resíduos (SQR). O alcance variou de 25,50 a 89,10 m (Quadro 3), e pode-se afirmar que a malha foi adequada e o alcance das camadas indicam o ponto máximo da malha que poderia ser utilizado para a coleta de dados.

Coelho et al. (2012) afirmam que os efeitos sobre o alcance vão depender do tipo e manejo de cada solo, além da quantidade e distribuição das amostras no campo. Os valores de ADE permaneceram acima de 0,75 para as todas as camadas, exceto para a camada de 0,10- 0,20 m que ficou entre 0,25 e 0,75 (Quadro 3), o que segundo Zimback (2001) é classificado, respectivamente, como forte e moderado grau de dependência espacial. Os coeficientes angulares da validação cruzada apresentaram-se próximos a 1,0 (um), retas fechadas, para as camadas de 0,20-0,30; 0,30-0,40 m e RP máxima no perfil e a profundidade da RP máxima (Quadro 3), indicando relação próxima de equivalência entre os valores real e estimado pelo modelo ajustado (COELHO et al., 2012).

As camadas de 0,10-0,20; 0,40-0,50 e 0,50-0,60 m apresentaram coeficiente angular entre 0,4 e 08, que indica retas medianamente abertas, indicando um ajuste médio. A camada de 0,00-0,10 m apresentou coeficiente angular menor do que 0,4, o que indica retas abertas. O fato da camada de 0,00-0,10 m apresentar retas abertas pode ser devido a maior variação da RP nesta camada. Com a espacialização dos valores de RP ao longo da área e por camada, e no mapa da RPMax, observa-se os valores máximos no perfil na área, que aliado ao mapa da profundidade da RP máxima (Figura 1g), indicam qual o local de fazer a subsolagem e qual a profundidade que deve ser regulado o equipamento para cada parte da área.

Os baixos valores de RP até a profundidade de 0,20 m pode ser atribuído a frequente movimentação desta camada na operação de semeadura, principalmente devido ao uso de semeadoras com haste sulcadora para abertura do adubo. Na camada de 0-0,10 m, os níveis de RP se mantiveram em 2,0 MPa (Figura 1a), que pode ser caracterizado sem compactação. Nesta camada aproximadamente 50 % da área apresentou níveis de RP entre 1,0 e 1,5 MPa (Quadro 4). Considerando que para solos sem mobilização periódica, pode-se admitir valores de até 4,0 MPa para RP (ECCO et al., 2012), essa camada não apresenta problemas de compactação. As camadas de 0,10-0,20; 0,20- 0,30 0,30-0,40 m apresentaram valor máximo maior que 2,8 MPa, 3,6 MPa e 4,4 MPa (Figura 1b, 1c e 1d), no entanto apenas 0,75, 0,65 e 1,51 % da área continham esses valores, respectivamente (Quadro 4).

A maior parte da área apresentou valores de RP entre 1,9 e 2,5 MPa, 2,1 e 3,1 MPa e 2,0 e 2,8 MPa, o que corresponde a 82,71, 88,09 e 43,59 % da área, sendo classificada a RP como média. A camada de 0,40-0,50 m apresentou valor máximo maior que 5,0 MPa (Figura 1e), no entanto apenas 1,03% da área continham esses valores (Quadro 4). Considerando o limite de 4,0 MPa para realização da subsolagem apenas 10,77 % da área precisaria fazer a operação a 0,60 m, considerando 0,10 m a mais como medida de segurança para completa remoção da camada compactada.

A maior parte da área apresentou valores de RP entre 3,0 e 4,0 MPa o que corresponde a 33,73 % da área, sendo classificada a RP como média. A camada de 0,50-0,60 m apresentou classe de valor máximo maior que 5,0 MPa (Figura 1f), no entanto apenas 4,62 % da área continham esses valores (Quadro 4). Considerando o limite de 4,0 MPa para realização da subsolagem apenas 13,86 % da área precisaria fazer a operação a 0,70 m, considerando 0,10 m a mais como medida de segurança para completa remoção da camada compactada.

A maior parte da área apresentou valores de RP entre 3,0 e 4,0 MPa o que corresponde a 34,03 % da área, sendo classificada a RP como média. A RP máxima no perfil do solo chegou a níveis acima de 6,0 MPa (Figura 1g), representando 1,61 % da área (Quadro 4). Considerando o limite de 4,0 MPa para realização da subsolagem, a operação deveria ser feita em 37,66 % da área. Na agricultura convencional teria se feito a opção por subsolar a área toda ou não fazer a operação, na opção de fazer a operação, o uso da agricultura de precisão permitiria uma economia de tempo, mão de obra, combustíveis que seriam gastos na maior parte da área (62,34 %) que apresentou RP de até 4,0 MPa.

Portanto, o uso estudo da variabilidade espacial da RP na área e permitiu verificar que apenas 37,66% da área apresentava níveis acima de 4,0 MPa que precisam fazer a remoção da camada compactada, e que está se encontra aproximadamente entre 0,41-0,53 m. Os problemas de aumento da resistência mecânica do solo à penetração, resultante de possível compactação em camadas subsuperficiais verificadas na área, podem ser atribuídos a três fatores: tipo de solo (classe textural) que o torna mais ou menos susceptível a compactação, as áreas em perfil com maior percentual de argila nas camadas de 0,20-0,30, 0,30-0,40, 0,40-0,50 m do perfil do solo demonstraram maior susceptibilidade ao aumento da RP; tempo do sistema plantio direto, para o maior tempo de uso deste sistema resulta no acréscimo da RP, quando não manejado corretamente; e o tráfego de máquinas, principalmente nas cabeceiras, potencializa o processo de compactação.

Conclusões

O estudo da variabilidade espacial da resistência à penetração em áreas sem mobilização permite identificar as áreas que necessitam de alguma operação mecânica para remoção de compactação.