Amostragem de terra,
procedimentos, interpretação e
recomendação para correção da
reação do solo e adubação para
Agricultura de Precisão
Disciplina: Avaliação do estado nutricional e da Fertilidade do Solo - CEN 5715
Discente: Lucas Alves de Almeida
Docentes: Prof. Dr. Cassio Hamilton Abreu-Junior
Prof. Dr. José Lavres Junior
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Tópicos a serem abordados:
• 1. Importância do solo e amostragem
• 2. Definição de AP e exemplos
• 3. Comparação métodos de amostragem convencional com AP
• 4. Processamento e análise de resultados em AP
• 5. Geoestatística na pesquisa agronômica
• 6. Procedimentos de interpretação e Recomendação de correção
• 7. Considerações finais
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• Adubação e economia
• Desenvolvimento das plantas;
• Fornecer nutrientes para a população;
• Maiores produtores de fertilizantes
• Crises decorrentes da guerra
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1. Importância do solo e amostragem
• Solo Agrícola:
• Densidade do solo
• Densidade da partícula sólida
• Porosidade Total
• Resistência mecânica à penetração e umidade
• Matéria orgânica
• Macro e micro nutrientes
• pH
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1. Importância do solo e amostragem
• Conceitos básicos de amostragem
• Representar um todo (população) com base na avaliação de
apenas uma parte dele (amostras);
• Pode ser aplicada nos mais diversos fatores de produção
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1. Importância do solo e amostragem
• Procedimentos
• Amostras simples e amostra composta;
• Separação de subáreas (histórico, textura do solo, relevo, cor do
solo, drenagem, manejo, e produtividade);
• Ferramentas e materiais para coleta;
• Procedimentos para coleta do solo
• Entre 15 e 20 amostras; em zigue-zague
• Profundidade de amostragem
• Amostragem em áreas sob sistemas diferentes de plantio
• Frequência de amostragem
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2. Definição de AP e exemplos
• “É uma estratégia de gestão que considera a variabilidade
temporal e espacial para melhorar a sustentabilidade agrícola” ISPA
• Vertentes: Variabilidade espacial e Tecnologias;
• Objetivos da AP:
•
•
•
•
•
•
•
Otimizar uso de insumos;
Otimizar a qualidade do produto;
Melhorar a qualidade das operações;
Aumentar a lucratividade;
Minimizar problemas ambientais e no cultivo;
Aumentar a produtividade – como?;
Dentre outros...
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2. Definição de AP e exemplos
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2. Definição de AP e exemplos
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3. Comparação métodos de amostragem
convencional com AP
•
•
•
•
•
Equipamentos;
Mantém-se a divisão por glebas;
Quantidade de amostras simples e compostas;
Mecanização;
Amostragens georreferenciadas -> 3 a 5 ha por amostras;
• Determinada a grade amostral -> navegação dos pontos por receptor GNSS
• Amostragens pelo dimensionamento entre 0,5 até 2 ha por amostra;
• Fator limitante é a interpolação;
• Análise Geoestatística para determinação da densidade amostral
• Primeira amostragem com alta densidade ou amostragem em transversal
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2. Definição de AP e exemplos
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4. Processamento e análise de resultados em
AP
• Identificação na coleta;
• Coleta
• Em cada ponto da grade amostral, é obtida uma amostra composta de subamostras;
• Coletadas ao redor do ponto georreferenciado, dentro de um raio do ponto da mesma
magnitude do valor do erro do receptor – em torno de 10 amostras;
• Ex P.: alta variação em curtas distâncias = aumentam risco de contaminação.
• Densidade da amostragem e tamanho da grade;
• Amostragem por ponto; amostragem por pontos aleatórios na célula e adição de
pontos próximos.
• Amostragem direcionada e por unidades de gestão diferenciada
• Avaliação dos parâmetros de interesse e os resultados obtidos;
• Tabulação dos resultados com os pontos georreferenciados;
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4. Processamento e análise de resultados em
AP
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5. Geoestatística na pesquisa agronômica
• Correlacionar causas e efeitos a partir de séries históricas de dados e de sua distribuição;
• É utilizada para o estudo da variabilidade espacial dos atributos do solo e da planta,
auxiliando na escolha, locação de experimentos e interpretação dos resultados
• Seu uso requer a coleta de amostras previamente planejadas, com a localização espacial
exata de cada ponto amostral;
• Exemplos: Diversos estudos afirmaram que o comportamento da produtividade vegetal
acompanha a distribuição e a variação espacial dos nutrientes do solo. Gaston et al.
(2001), estudando a espacialidade da granulometria, pH e da matéria orgânica do solo, e
relacionando com a distribuição de plantas daninhas, concluíram que há uma correlação
positiva entre a densidade de tais plantas e as áreas mapeadas com alto teor de matéria
orgânica e de textura argilosa.
• No entanto, ocorre alguns componentes da análise estatística que necessitam ser atendidos para
gerar mapas de krigagem:
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5. Geoestatística na pesquisa agronômica
Semivariograma
Expressa o comportamento espacial de uma variável em
determinada região;
Indica quão diferentes se tornam os pontos quando a distância
entre eles aumenta;
É calculada a semivariância = média dos desvios quadrados
O gráfico do semivariograma é formado por uma série de valores
sobre os quais se ajusta a uma função ou modelo matemático (esférico,
exponencial e gaussiano)
Variáveis utilizadas para cálculos para realização da krigagem:
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5. Geoestatística na pesquisa agronômica
Efeito Pepita (semivariância na
distância zero entre as
amostras)
Alcance (distância a partir da
qual as amostras passam a ser
independentes – indica a
distância mínima exigida entre
as amostras)
Patamar (período em que a
semivariância não aumenta
com o distanciamento entre os
pontos e se estabiliza –
variação entre os pontos é
aleatória)
Variância = média dos desvios
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quadrados
5. Geoestatística na pesquisa agronômica
• Krigagem e suas formas:
• Compreende a um conjunto de técnicas de estimação e predição de
superfícies baseadas na modelagem da estrutura e correlação espacial por
meio dos semivariogramas;
• Nº mínimo de amostras deve ser superior a 50
• Quando o semivariograma não é estacionário, deve-se realizar o tratamento
da tendência dos dados:
• Ajuste pela função polinomial balizada pelo método dos quadrados mínimos
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5. Geoestatística na pesquisa agronômica
• Co-krigagem e kigragem colocalizada
• Visam melhorar a estimativa da viariável principal, que é geralmente mais
esparsamente amostrada, por meio de variáveis auxiliares, que são mais
densamente amostradas e mais fáceis de serem obtidas.
• É necessário que a variável principal e as auxiliares sejam espacialmente
correlacionadas.
• Ex.: estimar valores de uma propriedade do solo de difícil mensuração (como
exemplo, a condutividade hidráulica), com base em uma outra medição mais
fácil (por exemplo, o teor de argila), desde que sejam correlacionadas
espacialmente.
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Dependência espacial
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5. Geoestatística na pesquisa agronômica
• Validação Cruzada
i) Avaliar o melhor modelo de semivariograma e vizinhança para ser utilizado na
krigagem (Confrontar os resultados obtidos com as diferentes funções de ajuste de
semivariogramas)
ii) estimar a eficácia da krigagem
Plotar um gráfico dos valores preditos contra os valores reais, verificando sua correlação,
inclinação da curva e intercepto.
Estimativas de erros: Erro médio (RE); Variância do erro médio (VRE); Quadrado médio do
erro (RMSE) -> satisfatórios quando próximos de 0
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6. Procedimentos de interpretação e
Recomendação de correção
• Interpretação dos resultados e definição de teores de correção;
• Geração dos mapas finais -> limpeza inicial -> Interpolação
• Sobreposição do mapa de produtividade esperada ao de fertilidade
do solo
• Aplicação a partir de mapas de recomendação;
• Píxel;
• Métodos e níveis de sofisticação das recomendações devem ser
estabelecidos de acordo com a gestão de cada usuário
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7. Considerações finais
• Mesmo em solos com alta fertilidade, os mapas obtidos pela AP mostram
que há variabilidade de fertilidade nas glebas, apontando a necessidade
de corretivos em alguns pontos.
• O mapeamento da fertilidade do solo pela AP permite mais segurança na
interpretação e reco-mendação de corretivos e fertilizantes,
proporcionando economia de recursos financeiros.
• A Geoestatística é uma ferramenta importante para a análise de dados no âmbito
da Agricultura de Precisão. Pode ser usada no planejamento e o desenho de
amostragens do solo e planta, na análise da continuidade espacial de atributos do
solo e planta e na obtenção de grades interpoladas através da krigagem;
• A amostragem de solos utilizando métodos da agricultura de precisão são
onerosos, requerem uma quantidade maior de amostras e conhecimento,
principalmente em saber correlacionar as variáveis analisadas.
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Referências utilizadas
• MOLIN, José Paulo; DO AMARAL, Lucas Rios; COLAÇO, André. Agricultura de precisão. Oficina
de textos, 2015.
• CAON, Diovane; GENÚ, Aline M. Mapeamento de atributos químicos em diferentes densidades
amostrais e influência na adubação e calagem. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e
Ambiental, v. 17, p. 629-639, 2013.
• SOUSA, Saulo Saturnino; MOREIRA, Silvino Guimarães; DE CASTRO, Gustavo Franco. Avaliação
da fertilidade do solo por Agricultura de Precisão e Convencional. Revista Agrogeoambiental, v. 8,
n. 1, 2016.
• MONTANARI, Rafael et al. Aspectos da produtividade do feijão correlacionados com atributos
físicos do solo sob elevado nível tecnológico de manejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.
34, p. 1811-1822, 2010.
• MOLIN, José Paulo. Máquinas para aplicação de fertilizantes em taxas variáveis . ESALQ.
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Obrigado!
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