Monitoramento da variabilidade espacial de fatores de produção Prof. Dr. Cristiano Zerbato.

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1 Monitoramento da variabilidade espacial de fatores de produção Prof. Dr. Cristiano Zerbato

2 COMPACTAÇÃO DO SOLO aumento da densidade do solo aumento da resistência do solo redução da porosidade redução da disponibilidade de nutrientes e água ADENSAMENTO DO SOLO Ação de fatores pedogenéticos: ocorre devido a ação da água materiais finos

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4 Teor de água do solo

5 Excesso de peso (Lastros)

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7 Pressão de insuflagem (calibração pneus)

8 Pé de grade

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10 Compactação na colheita de Cana Crua com transbordo Camada Compactada 0 a 35 cm

11 Solo compactado????

12 Importância dos fertilizantes Influenciam diretamente a produtividade; É um importante componente do custo de produção agrícola; A disponibilidade de nutrientes no solo varia espacialmente. FERTILIDADE DO SOLO

13 Importância dos fertilizantes A quantidade de fertilizantes a ser aplicada depende da disponibilidade de nutrientes e da produtividade a ser atingida. Estima-se que 700 mil hectares no Brasil já recebam fertilizantes a taxa variável. NECESSÁRIO AMOSTRAR

14 Determinação da disponibilidade de nutrientes do solo Por amostragem – Mais preciso; – Mais caro; – O problema é o grid de amostragem. Sensores em tempo real – Mapa de pH; – Fósforo; – Potássio.

15 Determinação da disponibilidade de nutrientes do solo MÉTODOS INDIRETOS Nitrogênio – Reflectância da cultura Matéria orgânica – Reflectância do solo Condutividade elétrica – Maior número de pontos experimentais – Pode ser usado para definir zonas de manejo

16 Formas de amostragem do solo Amostragem por malhas – No estado de Nebraska uma amostra a cada três ou quatro acres (1 acre = 0,405 ha). – As vezes é necessário uma malha muito mais refinada para obter a verdadeira variabilidade do estado nutricional do solo.

17 Formas de amostragem do solo Amostragem por malhas – Cada atributo de análise (teores de diferentes elementos químicos no solo, textura do solo, ocorrência de pragas etc.) pode exigir uma densidade amostral específica, de acordo com a sua dependência espacial. – Deve-se ajustar a densidade de pontos, na medida do possível, seguindo a demanda do atributo que exige maior densidade para a correta caracterização da sua variabilidade espacial.

18 Formas de amostragem do solo Amostragem por malha

19 Formas de amostragem do solo Amostragem por malha

20 Formas de amostragem do solo Amostragem por malha Para cada parâmetro tem-se um número diferente de subamostras para se alcançar o mesmo nível de certeza na amostragem. Teor de fósforo normalmente demanda uma alta quantidade de subamostras, uma vez que o seu comportamento imóvel no solo e sua alta variação em curtas distâncias aumentam o risco de contaminação da amostra. (Atributo a) Parâmetros físicos do solo que apresentam baixo risco de contaminação da amostra em função do local amostrado, necessita de uma menor quantidade de subamostras para atingir o mesmo nível de certeza na amostragem. (Atributo c)

21 Formas de amostragem do solo Amostragem por malhas é interessante quando: – Utilização prévia da área alterou significativamente o estado nutricional do solo (uso da área para confinamento, aplicação em doses elevadas de adubo orgânico, sistematização do terreno para irrigação). – Pequenas áreas de produção de diferentes históricos foi incorporada em apenas uma.

22 Recomendações sobre amostragem Amostragem por malha: Um mapa do estado nutricional bem feito é uma fonte de informação para vários anos. A recomendação geral seria duas amostras por hectare, sendo coletadas amostras em cinco locais, de forma aleatória, em torno do ponto a ser amostrado. Um mapa gerado assim: – É valido por 10 a 20 anos para matéria orgânica e capacidade de troca de cátions – É valido por 5 anos para pH – É valido por 4 a 5 anos para fósforo, potássio e zinco

23 Recomendações sobre amostragem RAIO: depende do erro do GPS

24 Sub Amostras

25 Recomendações sobre amostragem Amostragem por malha Um mapa gerado com menos de uma amostra por hectare não é recomendável se o objetivo e gerar um mapa que possa ser usado com segurança por vários anos.

26 Formas de amostragem do solo Amostragem dirigida Leva-se em consideração a situação encontrada, por exemplo: – Se existe mais de um tipo de solo, cada tipo deve ser amostrado separadamente. – Se diferentes culturas têm sido cultivada na área. – Se diferentes estratégias de adubação têm sido usada. – Se informações adicionais existem tais como mapas de produtividade, imagens obtidas por sensoriamento remoto.

27 Formas de amostragem do solo Amostragem dirigida

28 Formas de amostragem do solo Amostragem dirigida é interessante quando: Mapas de produtividade, imagens obtidas por sensoriamento remoto, mapas de condutividade elétrica ou outra fonte de informação da variabilidade espacial esta disponível e apresenta consistência entre si. Você tem experiência de manejo da área e pode direcionar a delimitação das zonas de manejo. A área não foi utilizada para criação intensiva de animais e não foi feita a aplicação pesada de adubação orgânica.

29 Recomendações sobre amostragem Amostragem dirigida: Minimize o numero de subdivisões (geralmente 4 a 6 subdivisões são suficientes). Número excessivo leva a criação de zonas muito pequenas e de difícil manejo

30 Recomendações sobre amostragem Amostragem dirigida

31 A realização da amostragem do solo Para se fazer a amostragem é, primeiro, necessário navegar até o ponto (mas com a antena do GPS bem posicionada !!!!)

32 A realização da amostragem do solo Fatores a serem considerados em relação ao amostradores de solo: – fonte de potência usada para o acionamento do equipamento – mecanismo de retirada da amostra – operador do sistema

33 A realização da amostragem do solo Fontes de potência para acionamento dos amostradores de solo: humana elétrica hidráulica – motor hidráulico (rotativo) – atuador linear (cilindro hidráulico) motor de combustão interna pneumática

34 A realização da amostragem do solo Mecanismos utilizados para retirada de amostras nos amostradores de solo: pá-de-corte e enxadão trados: – tipo rosca – tipo holandês – tipo caneca caladores outros

35 A realização da amostragem do solo Amostradores operados manualmente

36 A realização da amostragem do solo Os amostradores podem ser transportados das seguintes formas: Em quadriciclo Por trator Por camionete Por veículo adaptado Ou carregado pelo próprio operador

37 A realização da amostragem do solo Variáveis que afetam o desempenho dos amostradores: Textura do solo Teor de água do solo No caso das roscas: – Rotação – Passo – Diâmetro

38 A realização da amostragem do solo Fatores a serem considerados com relação ao uso dos amostradores: Quantidade de material retirado em cada sub-amostra Condição desse material para compor a amostra composta Risco de contaminação no caso de amostragem em sub- superfície Capacidade operacional

39 A realização da amostragem do solo O rendimento dos sistemas de amostragem é função dos seguintes fatores: Tipo de amostrador Quantidade de pessoas envolvidas Número de sub-amostras Número de pontos por unidade de área e raio de busca Topografia do terreno Tipo de cobertura do solo Textura e teor de água do solo

40 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo rosca, acionamento por motor hidráulico, transportado por quadriciclo

41 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo rosca, acionamento por motor elétrico, transportado por quadriciclo

42 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador com acionamento manual, transportado por quadriciclo

43 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo trado calador, operado manualmente

44 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo rosca, acionamento por motor hidráulico, transportado por camionete

45 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo trado holandês, operado manualmente Difícil de se realizar uma amostragem subsuperfície

46 Sistemas para realização da amostragem do solo Adaptação do trado holandês para acionamento pela TDP do trator

47 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo rosca, acionamento por motor hidráulico, operado manualmente

48 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo rosca, acionamento por motor elétrico, operado manualmente

49 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo rosca, acionamento por motor de combustão interna, operado manualmente

50 Sistemas para realização da amostragem do solo Amostrador tipo calador, acionamento hidráulico por atuador linear, montado em trator

51 Sistemas para realização da amostragem do solo Problemas da amostragem sub-superficial

52 Sistemas para realização da amostragem do solo Rendimento operacional de sistemas de amostragem de solo Amostragem por pontos, equipe com motor de combustão interna, 3 a 5 ha/amostra, 8 a 10 sub- amostras por ponto: – Lavoura limpa com resteva baixa, com veículo – até 80 pontos/dia – Resteva de cana, deslocamento a pé – até 40 pontos / dia – Lavoura, deslocamento a pé – até 30 pontos / dia – Terreno inclinado com vegetação - até 25 pontos / dia

53 Sistemas para realização da amostragem do solo Vantagens e desvantagens de diferentes sistemas Trado holandês ou roca, de acionamento manual – Vantagens Bom trabalho em solos úmidos Não quebra A produtividade é proporcional ao número de operadores – Desvantagens Necessita de mão-de-obra braçal Provoca fadiga Não adaptado a solos argilosos compactados

54 Sistemas para realização da amostragem do solo Vantagens e desvantagens de diferentes sistemas Quadriciclo equipado com amostrador tipo rosca ou calador – Vantagens Pouca demanda de mão-de-obra e esforço Oferece um “status” diferenciado – Desvantagens Não recomendado para lavouras sujas e terrenos inclinados Exige infra-estrutura de transporte O solo deve estar com baixa umidade Exige manutenção

55 Sistemas para realização da amostragem do solo Vantagens e desvantagens de diferentes sistemas Motor de combustão interna (de moto-serra) equipado com amostrador tipo rosca – Vantagens Pouca demanda de mão-de-obra – Desvantagens É ruidoso e pesado O solo deve estar com baixa umidade Exige manutenção

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57 Como o sensor de condutividade elétrica funciona Um par de discos-eletrodos injeta uma corrente elétrica no solo, enquanto que outros dois pares medem a queda de voltagem Os discos-eletrodos precisam penetrar apenas alguns centímetros no solo

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60 O Veris está totalmente integrado ao sistema operacional do Topper 4500. Além de servir como DGPS e georreferenciar a área, o Topper 4500 também gera os mapas de condutividade, sendo exportados já no formato ideal para serem explorados pelos mais diversos softwares.

61 Condutividade elétrica e a textura do solo Solo arenoso tem condutividade elétrica baixa Solo siltoso tem condutividade elétrica média Solo argiloso tem condutividade elétrica alta Portanto: a condutividade medida a baixas frequências apresenta correlação com o tamanho das partículas do solo e a textura

62 Condutividade elétrica e a textura do solo

63 Condutividade elétrica e a matéria orgânica O carbono orgânico é acumulado em solos que têm drenagem pobre e que têm alto teor de argila

64 Condutividade elétrica, textura e matéria orgânica

65 Condutividade elétrica e a capacidade de troca de cátions Para os solos do cinturão do milho nos EUA: CTC = 0,6 Ta + 2,0 Tmo em que: CTC = capacidade de troca de cátions, miliequivalentes; Ta = teor de argila no solo (%), Tmo = teor de matéria orgânica no solo (%). Dessa forma se a condutividade elétrica se correlaciona com o teor de argila portanto ela correlaciona também com a CTC

66 Condutividade elétrica e a capacidade de troca de cátions

67 Condutividade elétrica e o pH

68 Condutividade elétrica e a salinidade Um excesso de sais dissolvidos no solo é detectado pela medida da condutividade elétrica.

69 Condutividade elétrica e a produtividade Quanto a capacidade de retenção de água é o principal fator determinante da produtividade, o mapa de produtividade apresentará alta correlação com o mapa de condutividade elétrica. Se a salinidade afeta a produtividade, então a resposta da condutividade elétrica com a salinidade irá correlacionar bem com a produtividade

70 Condutividade elétrica e a produtividade

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72 Condutividade elétrica e a umidade do solo Com a exceção das áreas em havia quase areia pura, a condutividade elétrica apresentou diferenças de apenas 5 a 10% de variação com o teor de água no solo. Portanto: Variações do solo podem ser identificadas independente do teor de água no solo. O mapa de condutividade elétrica não é uma boa ferramenta para determinar o teor de água do solo

73 Condutividade elétrica e nitrogênio Nitrogênio e propriedades físicas dos solos estão relacionadas de diversas formas. Por exemplo, o nitrogênio pode variar no solo por causa de: – Lixiviação e denitrificação, ambos os processos são afetados pela textura do solo; – Produtividade, assim como toda fertilidade, mais nutrientes são removidos dos solos mais produtivos;

74 Condutividade elétrica e nitrogênio Amostragem e tratamento de cada tipo de solo identificado pelo sensor como uma zona de manejo permite a determinação das necessidade de nitrogênio para a cultura e solo em um sistema de manejo localizado.

75 Condutividade elétrica e nitrogênio

76 Condutividade elétrica fósforo e potássio O mapeamento da condutividade elétrica do solo não é uma medida direta dos níveis de nutrientes no solo. O mapa de condutividade elétrica mostra a variabilidade de importantes propriedades tais como: textura e capacidade de troca de cátions. Nutrientes de alta ou baixa mobilidade podem ser usados, perdidos ou armazenados diferentemente em função dessas propriedades dentro da área de produção.

77 Condutividade elétrica e fósforo

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79 Condutividade elétrica e potássio

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81 Condutividade elétrica e a elevação do terreno

82 ATUALIDADES Sistema sensor de pH...é o mais próximo do conceito de laboratório no campo

83 Como funciona... A haste amostradora desce até o solo A amostra de solo é empurrada contra dois eletrodos de pH que fazem a leitura Os dados são então georreferenciados

84 ZONAS DE MANEJO Unidades de manejo são áreas delimitadas como de mínima variabilidade dos fatores utilizados para lhes definir, dentro de um talhão. Unidades de manejo diferenciado.

85 ZONAS DE MANEJO 1 4 3 2 1, 2 e 3 – Alta produtividade 4 – Baixa produtividade

86 ZONAS DE MANEJO A integração de atributos químicos, físicos e biológicos do solo combinada com as informações de produtividade é possivelmente a alternativa mais completa na investigação da variabilidade espacial das lavouras.

87 OBRIGADO Prof. Dr. Cristiano Zerbato