CARACTERIZAÇÃO EDAFOCLIMÁTICA EM UM
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CARACTERIZAÇÃO EDAFOCLIMÁTICA EM UM
JÚLIO JOSÉ DO NASCIMENTO SILVA CARACTERIZAÇÃO EDAFOCLIMÁTICA EM UM CULTIVO DE MAMONA (Ricinus communis L.) EM VALE ALUVIAL NO AGRESTE DE PERNAMBUCO RECIFE – PE Fevereiro-2008 ii JÚLIO JOSÉ DO NASCIMENTO SILVA CARACTERIZAÇÃO EDAFOCLIMÁTICA EM UM CULTIVO DE MAMONA (Ricinus communis L.) EM VALE ALUVIAL NO AGRESTE DE PERNAMBUCO Dissertação apresentada à Universidade Federal Rural de Pernambuco, como parte das exigências do Programa de Pós – Graduação em Engenharia Agrícola, para obtenção do título de Mestre em Engenharia Agrícola. Orientador: Prof. Dr. Abelardo Antônio de Assunção Montenegro. Co – Orientador: Prof. Dr. Ênio Farias de França e Silva. RECIFE - PE Fevereiro-2008 iii Ficha catalográfica S586c Silva, Júlio José de Nascimento Caracterização edafoclimática em um cultivo de mamona (Ricinus communis L.) em vale aluvial no Agreste de Pernambuco / Júlio José de Nascimento Silva. – Recife: 2008. 85 f.: il. Orientador: Abelardo Antônio de Assunção Montenegro Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal Rural de Pernambuco. Departamento de Tecnologia Rural. Inclui bibliografia. CDD 633.85 1. 2. 3. I. II. Vale aluvial Variabilidade Espacial Mamona (Ricinus communis L.) Montenegro, Abelardo Antônio de Assunção Título iv JÚLIO JOSÉ DO NASCIMENTO SILVA Caracterização edafoclimática em um cultivo de mamona (Ricinus communis L.) em vale aluvial no Agreste de Pernambuco. Dissertação defendida e aprovada em 29 de fevereiro de 2008 pela Banca Examinadora: Orientador: ____________________________________________ Abelardo Antônio de Assunção Montenegro, Prof. PhD DTR-UFRPE Examinadores: ____________________________________________ Ênio Farias de França e Silva, Prof. Dr DTR-UFRPE ____________________________________________ Marcus Metri Corrêa, Prof. Dr DTR-UFRPE ____________________________________________ Napoleão Esberard de Macêdo Beltrão, Prof. Dr CNPA-EMBRAPA v “Sonhe alto... Queira o melhor do melhor... Se pensarmos pequeno... Coisas pequenas teremos... Mas se desejarmos fortemente o melhor e, principalmente, lutarmos pelo melhor... O melhor vai se instalar em nossa vida. Porque sou do tamanho daquilo que vejo, e não do tamanho da minha altura”. Carlos Drummond de Andrade “É melhor tentar e falhar que preocupar-se e ver a vida passar. É melhor tentar, ainda que em vão, que sentar-se fazendo nada até o final. Eu prefiro na chuva caminhar que em dias tristes me esconder. Prefiro ser feliz embora louco, que em conformidade viver”. Martin Luther King “Desistir de aprender é egoísmo. Quando acalentamos o desejo de aprender mais, nossas vidas estarão repletas de genuína vitalidade e brilho”. Daisaku Ikeda “Posso todas as coisas naquele que me fortalece”. Filipenses 4:13 vi Ao meu querido pai, Ademar (In Memorian), que onde quer que esteja sempre estará comigo me guiando pelo melhor caminho e a minha querida mãe, Eva, que me incentivou desde o primeiro momento da minha vida, a conquistar esta glória, me ajudando a superar todas as dificuldades. DEDICO vii AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar, a Deus, por ter guiado meus passos nessa caminhada árdua, mas gratificante. A minha família, em especial meus pais, Ademar Pereira da Silva (in memorian) e Evaneuza Maria do Nascimento Silva e meus avós Amarina Pereira da Silva, José Pereira da Silva (in memorian), Júlio Francisco do Nascimento e Terezinha Silva do Nascimento que sempre se dedicaram e me ensinaram os valores da vida. Aos meus queridos irmãos Ademar Jr e Whemerson, meu fiéis companheiros, que sempre confiaram no meu sucesso. Aos meus amigos palmarenses inseparáveis, Lucas, Neto, Bruno e Márcio, os quais considero como verdadeiros irmãos. Aos amigos de residência José de Almeida, José Francisco (Zézito) e Elias (Capixaba) pela amizade e pelos momentos de convivência e descontração. Aos amigos e amigas de Mestrado, em especial a Adriana, Michelle, Aérica, Lígia, Felizarda, Jussálvia, Albert, Manoel, Pedro, George, Graciliano e Alexandre, que em pouco tempo de curso soubermos construir uma bela amizade. Aos amigos da Sala 03 do DTR da UFRPE, Thaís, Táfnes, Ana Paula, Junior, Edimilson, Adriano, Eduardo, Francisco, José Roberto, Edivan, Robertson, Issac, Cléber e todos que fazem parte do laboratório de hidrologia aplicada pelo trabalho em conjunto, empenho, disponibilidade e alegria que demonstraram durante todo o período de coleta de dados e análise das informações. As minhas amigas de “msn”, Nérig e Pollyana, pela amizade e pelo incentivo durante a fase de confecção desta dissertação; Aos Professores Dr. Abelardo Montenegro e Dr. Ênio França pela orientação, supervisão e apoio na elaboração deste trabalho. viii A todos os meus professores da Pós-graduação, em especial aos professores Dr. Marcus Metri e Dr. Fernando Cartaxo, pela contribuição que deram ao meu crescimento pessoal, acadêmico e profissional durante todo o curso. Aos funcionários da UFRPE, José Luiz (Lulinha), Júnior Granja, Sônia, Ednalva (Nana) e Anacleto pela ajuda e serviços prestados ao longo do curso. Ao Sr. Malaquias Xavier de Oliveira e família, autor principal desta obra, pela considerável ajuda, tanto pela área disponibilizada como pela sua dedicação no manejo da cultura durante o experimento de campo. Ao CNPq/CT-Agro/CT-Hidro pelo suporte financeiro aplicado neste trabalho. A Embrapa Algodão, nas pessoas de Waltermilton Cartaxo e Leandro Silva, pela contribuição técnico-científica e pela amizade construída durante a execução deste trabalho. A todos que dedicaram sua parcela de orientação e ajuda ao longo não só do curso, mas também da vida. Meus sinceros agradecimentos. ix LISTA DE TABELAS Tabela 1. Produção, área colhida, rendimento médio, importação e exportação de mamona em baga do Brasil (1000t), no período 1977 a 2007...................................4 Tabela 2 Coeficiente de cultivo (Kc) correspondente à cultura da mamona, em diferentes fases de desenvolvimento. ......................................................................15 Tabela 3 Análise de fertilidade do solo da área de estudo. Pesqueira-PE, 2007. ....................34 Tabela 4 Análise da textura, densidade do solo (Ds), densidade da partícula e porosidade total do solo da área experimental. Pesqueira-PE, 2007..........................................34 Tabela 5 Produção e produtividade de feijão e de mamona em bagas e grãos na área experimental. Pesqueira-PE, 2007...........................................................................46 Tabela 6 Valores de evapotranspiração acumulada mensal e a média diária, e desvio percentual tomando-se Penman-Monteith como padrão, para o ano de 2007. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................49 Tabela 7 Coeficiente de cultura (Kc), precipitação (P), evaporação (EV), evapotranspiração de referência (ETo) e evapotranspiração da cultura (ETc) médios e acumulados, durante os fases da cultura. Pesqueira-PE, 2007.................52 Tabela 8 Estatística clássica dos teores de areia silte e argila. Pesqueira-PE, 2007................54 Tabela 9 Parâmetros do semivariogramas dos teores de areia, silte e argila, nas três profundidades. Pesqueira-PE, 2007.........................................................................55 Tabela 10 Estatística clássica da condutividade elétrica média do extrato de saturação (CEes) em dS.m-1 no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 20-40cm e no final da estação chuvosa na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................60 Tabela 11 Parâmetros do semivariogramas da condutividade elétrica média do extrato de saturação (CEes) em dS m-1 no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 20-40cm e no final da estação chuvosa na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007. .......................................................61 Tabela 12 Estatística clássica da concentração de Na (mmolc/L) no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 20-40cm e no final da estação chuvosa na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007. ....................................63 Tabela 13 Parâmetros do semivariogramas da concentração de sódio (Na), no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 20-40cm, e no final da estação chuvosa na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007.........................64 Tabela 14 Estatística clássica para as variáveis de crescimento da cultura da mamona: altura de plantas e diâmetro caulinar. Pesqueira-PE, 2007......................................66 Tabela 15 Parâmetros dos semivariogramas para as variáveis de crescimento da cultura da mamona: Altura de plantas e diâmetro caulinar. Pesqueira-PE, 2007................67 x LISTA DE FIGURAS Figura 1. Maiores produtores de mamona em 2005 (Fonte: RAMOS et al., 2006). .................4 Figura 2. Localização da área de estudo no município de Pesqueira – PE (Fonte: Silva et al., 2007)..................................................................................................................23 Figura 3. Esquema representativo da área experimental. Pesqueira-PE, 2007........................25 Figura 4. Tanque Classe “A”. Pesqueira-PE, 2007. ................................................................26 Figura 5. Tensímetro de punsão em campo. Pesqueira-PE, 2007 ...........................................28 Figura 6. Sonda de Nêutrons no momento da leitura no campo. Pesqueira-PE, 2007. ...........29 Figura 7. Estação tensiométrica junto com tubo de acesso para Sonda de Nêutrons. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................29 Figura 8. Triângulo de classificação textural de solos (LEMOS & SANTOS, 1996).............31 Figura 9. Percentuais de areia, argila e silte do solo estudado. Pesqueira-PE, 2007...............35 Figura 10. Curva Característica de Retenção de umidade do solo. Grupo 1: A. na profundidade 0-20 cm. B. na profundidade 20-40 cm. Ajustada por van Genuchten (1980). ...................................................................................................36 Figura 11. Curva Característica de Retenção de umidade do solo. Grupo 2: A. na profundidade 0-20 cm. B. na profundidade 20-40 cm. Ajustada por van Genuchten (1980). ...................................................................................................37 Figura 12. Curva Característica de Retenção de umidade do solo. Grupo 3: E. na profundidade 0-20 cm. F. na profundidade 20-40 cm. Ajustada por van Genuchten (1980). ...................................................................................................38 Figura 13. Potencial matricial (kPa) ao logo do ciclo da cultura na região no grupo 1. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................39 Figura 14. Potencial matricial (kPa) ao logo do ciclo da cultura na região. A. grupo 2. B. grupo 3. Pesqueira-PE, 2007 ...................................................................................40 Figura 15. Curva de calibração neutrônica para o solo estudado. Pesqueira-PE, 2007...........41 Figura 16. Umidade do solo estimada pela sonda de nêutrons. A. grupo 1. B. grupo 2. C. grupo 3. Pesqueira-PE, 2007 ...................................................................................42 Figura 17. Variação do nível do lençol d’água subterrâneo ao longo do tempo. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................43 Figura 18. A. Crescimento médio das plantas ao longo do ciclo da cultura. B. Evolução do diâmetro caulinar ao longo do ciclo da cultura. C. Estimativa de área foliar ao longo do ciclo da cultura. Pesqueira-PE, 2007 ...................................................44 Figura 19. Plantio da mamona. A. 23 DAS. B. 72. DAS. C. 79 DAS. D. 164 DAS. E. 200 DAS. Pesqueira-PE, 2007.................................................................................45 Figura 20. Produção parcial e total de mamona ao longo das linhas de cultivo. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................47 Figura 21. Pluviômetro localizado na propriedade do agricultor. Pesqueira-PE, 2007...........47 Figura 22. Distribuição da precipitação ao longo do ano na área experimental......................48 Figura 23. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase inicial da cultura. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................50 Figura 24. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase de desenvolvimento da cultura. Pesqueira-PE, 2007................................................................................50 Figura 25. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase intermediária da cultura. Pesqueira-PE, 2007. ...................................................................................51 xi Figura 26. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase final de desenvolvimento da cultura. Pesqueira-PE, 2007. ..................................................51 Figura 27. Precipitação, ETo Tanque Classe “A” e ETo Penman-Monteith: A. mensal. B. acumulado ao longo do ciclo da cultura. Pesqueira-PE, 2007............................53 Figura 28. Semivariograma e mapa de isolinhas para os atributos: A. areia na camada de 0-20cm. B. argila na camada de 0-20cm. Pesqueira-PE, 2007................................57 Figura 29. Semivariograma e mapa de isolinhas para os atributos: A. silte na camada de 0-20cm. B. areia na camada de 20-40cm. C. argila na camada de 20-40cm. D. silte na camada de 20-40cm. Pesqueira-PE, 2007 ...................................................58 Figura 30. Semivariograma e mapa de isolinhas para os atributos: A. areia na camada de 40-60cm. B. argila na camada de 40-60cm. C. areia na camada de 40-60cm. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................59 Figura 31. Semivariograma e mapa de isolinhas da CEes. A. na profundidade de 020cm. B. na profundidade de 20-40cm. C. na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007..................................................................................................62 Figura 32. Semivariograma e mapa de isolinhas do teor de Sódio (Na+). A. na profundidade de 0-20cm. B. na profundidade de 20-40cm. C. na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007...............................................................................65 Figura 33. Semivariograma e mapa de isolinhas para altura das plantas. A. 16 DAS. B. 37 DAS. Pesqueira-PE, 2007...................................................................................68 Figura 34. Semivariograma e mapa de isolinhas para altura das plantas. A. 51 DAS. B. 63 DAS. C.72 DAS. D. 81 DAS. Pesqueira-PE, 2007. ...........................................69 Figura 35. Semivariograma e mapa de isolinhas para altura das plantas. A. 97 DAS. B. 133 DAS. I 168 DAS. J. 200 DAS. Pesqueira-PE, 2007.........................................70 Figura 36. Semivariograma e mapa de isolinhas para diâmetro caulinar. A. 32 DAS. B. 51 DAS. C. 63 DAS. Pesqueira-PE, 2007 ...............................................................71 Figura 37. Semivariograma e mapa de isolinhas para diâmetro caulinar. A. 72DAS. B. 81 DAS. C. 97 DAS. Pesqueira-PE, 2007 ...............................................................72 Figura 38. Semivariograma e mapa de isolinhas para diâmetro caulinar. A. 133DAS. B 168 DAS. C. 200 DAS. Pesqueira-PE, 2007 ...........................................................73 xii LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ψ - potencial total da água no solo, cm ψ p - componente de pressão do potencial da água no solo, cm ψ g - componente gravitacional do potencial da água no solo, cm ψ os - componente osmótica do potencial da água no solo, cm ψ m - componente matricial do potencial da água no solo, cm θv – umidade volumétrica, cm3 cm-3 θs – umidade de saturação, cm3 cm-3 θr – umidade residual, cm3 cm-3 α – parâmetro de ajuste da Eq de Genuchten (1980), cm-1 m - parâmetro de ajuste da equação Eq de Genuchten (1980), adimensional n – parâmetro de ajuste da equação Eq de Genuchten (1980), adimensional Kc - Coeficiente de cultura, mm.mm-1 ETc - Evapotranspiração da cultura, mm ETo - Evapotranspiração de referência, mm ETm - Evapotranspiração de máxima da cultura, mm Kt - coeficiente do Tanque Classe “A” Kc - coeficiente de cultura ΔA - variação do armazenamento de água no perfil do solo, mm P – Precipitação pluvial, mm I – Irrigação, mm AC – ascensão capilar, mm DI – drenagem interna, mm DS - deflúvio superficial, mm S = Área foliar; cm² P = Comprimento da nervura principal, cm T = Média do comprimento das duas nervuras laterais, cm ECA = Evaporação diária do Tanque Classe “A”, mm Lanteriot = Leitura anterior da régua instalada no tanque, mm Latual = Leitura atual da régua instalada no tanque, mm EToPM = Evapotranspiração de referência, mm.dia-1 xiii s = Declividade da curva de pressão de vapor γ = Constante psicrométrica, kPa.°C-1 γ * = Constante psicrométrica modificada, kPa.°C-1 Rn = Saldo de Radiação, MJ.m-2.dia-1 G = Fluxo de calor no solo, MJ.m-2.dia-1 T = Temperatura média diária, °C U 2 = Velocidade média do vento medida a 2m de altura, m.s-1 λ = Calor latente de evaporação da água, MJ.kg-1 ea = Pressão de vapor de saturação, kPa ed = Pressão de vapor real, kPa INMET - Instituto Nacional de Meteorologia DISME - Distrito de Meteorologia Tm = Temperatura média mensal do ar, Kelvin I = Índice de calor CN - Contagem normatizada Csolo - Contagem normatizada no solo C barril - contagem normatizada no barril TRFA - terra fina seca ao ar TFSE - terra fina seca na estufa Pt - porosidade total do solo, % Ds - densidade global, g.cm-3 Dp - densidade das partículas, g.cm-3 θm - umidade do solo na base de massa, g.g-1 pss - Peso do solo seco a 105ªC por 48 horas, g psu - Peso do solo úmido, g θv - umidade do solo na base de volume, cm³.cm-3 CEes - Condutividade elétrica no extrato saturado DAS – Dias após o semeio Co - Efeito pepita Co+C – Patamar Ao - Alcance, m xiv SUMÁRIO AGRADECIMENTOS ______________________________________________________ vii LISTA DE TABELAS _______________________________________________________ix LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ___________________________ xii RESUMO ________________________________________________________________xvi ABSTRACT _____________________________________________________________ xvii 1. INTRODUÇÃO ________________________________________________________ 1 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA _____________________________________________ 3 2.1. A cultura da Mamona (Ricinus communis L.) _____________________________ 2.1.1. Panorama do agronegócio da mamona no Brasil _______________________ 2.1.2. Importância da cultura da mamona como matriz energética ______________ 2.1.3. Descrição Botânica ______________________________________________ 2.1.4. Aspectos Agronômicos___________________________________________ 2.1.5. Clima, Solos e Necessidades Hídricas _______________________________ 2.1.6. Cultivares recomendadas para a região Nordeste_______________________ 2.1.7. Configuração e densidade de plantio ________________________________ 3 3 5 6 7 7 7 7 2.2. A água no solo e o desenvolvimento das plantas ___________________________ 8 2.2.1. Armazenamento de água no solo ___________________________________ 9 2.2.2. Potencial da água no solo _________________________________________ 9 2.2.3. Água disponível à planta ________________________________________ 10 2.2.4. Umidade e Tensão da Água do Solo: Curva-característica do solo ________ 10 2.3. Evapotranspiração _________________________________________________ 2.3.1. Evapotranspiração Potencial de Referência (ETo)_____________________ 2.3.2. Evapotranspiração Real (ER) _____________________________________ 2.3.3. Evapotranspiração da Cultura (ETc) e Coeficiente de Cultura (Kc) _______ 2.3.4. Evapotranspiração Máxima (ETm) ________________________________ 2.3.5. Estimativa da Evapotranspiração __________________________________ 3. 12 13 14 14 15 16 2.4. Balanço Hídrico ___________________________________________________ 16 2.5. Zoneamento e Aptidão Agroclimática da cultura da Mamona________________ 18 2.6. Variabilidade Espacial dos Atributos do Sistema Solo-Planta________________ 20 MATERIAL E MÉTODOS ______________________________________________ 23 3.1. Área de estudo ____________________________________________________ 23 3.2. A unidade experimental _____________________________________________ 24 3.3. Estimativa da Evapotranspiração Potencial de Referência (ETo) _____________ 25 3.3.1. Tanque Classe A_______________________________________________ 25 3.3.2. Penman-Monteith: _____________________________________________ 26 3.4. Balanço Hídrico Climatológico _______________________________________ 27 3.5. Avaliação da tensão da água no solo ___________________________________ 28 3.6. Avaliação do perfil de umidade do solo _________________________________ 28 3.7. Coleta de amostras de solo para análises físicas e químicas _________________ 30 xv 3.8. Determinação da curva característica de retenção de umidade do solo. ________ 31 3.9. Distribuição espacial das variáveis de crescimento da cultura e das características físico-químicas do solo____________________________________________________ 32 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO __________________________________________ 34 4.1. Caracterização do solo da área de estudo ________________________________ 4.1.1. Análise da fertilidade ___________________________________________ 4.1.2. Análise textural________________________________________________ 4.1.3. Curva de retenção da água no solo: Curva Característica _______________ 4.1.4. Análise da tensiometria _________________________________________ 4.1.5. Avaliação da umidade do solo com sonda de nêutrons _________________ 34 34 34 35 39 40 4.2. Análise da cultura __________________________________________________ 43 4.2.1. Variáveis de crescimento: Altura de plantas, diâmetro caulinar e estimativa da área foliar ____________________________________________________________ 43 4.2.2. Produtividade _________________________________________________ 46 4.3. Análise dos parâmetros climatológicos _________________________________ 47 4.3.1. Precipitação __________________________________________________ 47 4.3.2. Evapotranspiração de referência (ETo) e Evapotranspiração de cultura (ETc)48 4.3.3. Balanço Hídrico _______________________________________________ 52 4.4. Análise da variabilidade espacial de atributos edáficos e de crescimento da cultura 53 4.4.1. Granulometria_________________________________________________ 54 4.4.2. Condutividade elétrica e teor de sódio do extrato de saturação do solo (Na) 59 4.4.3. Variáveis de crescimento: altura de plantas e diâmetro caulinar __________ 65 5. CONCLUSÕES _______________________________________________________ 74 6. REFERÊNCIAS _______________________________________________________ 75 xvi CARACTERIZAÇÃO EDAFOCLIMÁTICA EM CULTURA DE MAMONA (Ricinus communis L.) EM VALE ALUVIAL NO AGRESTE DE PERNAMBUCO RESUMO Objetivou-se com este trabalho foi avaliar o potencial da cultura da mamoneira em vales aluviais no Agreste de Pernambuco. A pesquisa foi conduzida na Fazenda Nossa Senhora do Rosário, Pesqueira-PE. Utilizou-se a cultivar BRS 188 – Paraguaçu, que segundo a literatura se adequa às condições locais. O cultivo experimental iniciou-se no dia 15/03/2007, terminando seu primeiro ciclo no dia 31/10/07. Neste período, o plantio foi conduzido em regime de sequeiro, havendo apenas uma irrigação de salvação de 12 mm. Para tanto, foram avaliadas as condições edafoclimáticas em que se desenvolveu a cultura, como granulometria do solo, condutividade elétrica do extrato de saturação (CEes), fertilidade média do solo, evapotranspiração de referência (ETo). Pelo Tanque Classe “A” e adotando-se coeficiente de cultura para mamona da FAO, estimou-se a evapotranspiração da cultura (ETc). Os parâmetros avaliados da cultura foram a altura de plantas, diâmetro caulinar, índice de área foliar e produtividade. Todos estes parâmetros foram estimados por meio de estatística descritiva, onde se observou os valores médios de CEes de 1,48 dS.m-1, antes do plantio, e de 0,96 dS m-1 no final do ciclo, com classe textural franco arenosa. A ETo média durante o ciclo foi de 2,98 mm.dia-1 e a ETc de 2,08 mm.dia-1, enquanto o potencial matricial médio da água do solo foi de -27.97 kPa. As plantas alcançaram, até o final do 1° ciclo, 3,32 m de altura com diâmetro caulinar de 65 mm, no tocante à estimativa da área foliar, obteve-se valor de 4,42 m², no período de maior desenvolvimento vegetativo, e a produtividade estimada foi de 2900 kg.ha-1, média do experimento. Outrossim, utilizou-se também técnicas geoestatísticas para observar o grau de dependência e a variabilidade espacial dos atributos de solo, granulometria e CEes, bem como dos atributos de crescimento diâmetro caulinar e altura das plantas. Todos os parâmetros se ajustaram a uma distribuição Normal, com exceção do diâmetro caulinar aos 200 dias após a semeadura, e apresentou de médio a baixo grau de dependência espacial. Nenhuma das variáveis estudadas apresentou efeito pepita puro, ajustando-se modelos teóricos aos semivariogramas experimentais. Os mapas de isolinhas que foram produzidos permitiram observar regiões mais heterogêneas, onde um manejo localizado da área pode ser desenvolvido. Palavras-chave: Vale aluvial, variabilidade espacial, mamona xvii CHARACTERISATION EDAFIC AND CLIMATIC IN CASTOR BEAN CROP (Ricinus comunnis L.) AN ALLUVIAL VALLEY OF PERNAMBUCO “AGRESTE” ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the potential of the castor bean culture in an alluvial valley of Pernambuco Agreste. The research was conducted in the Nossa Senhora do Rosário farm, Pesqueira-PE. It was cultivated the BRS 188 – Paraguaçu castor bean, which according to the literature is suitable to the local conditions. The cultivation experiment started up on 15/03/2007, finishing his first stage on 31/10/07. In this period, the experiment was conducted on a dry condition, with only one irrigation application of 12 mm. Therefore, the soil and climate conditions were evaluated wider which where the culture was developed, such as soil texture, electrical conductivity of the saturation extract (CEes), average soil fertility, reference evapotranspiration (ET0). Based on the Tanque Class "A" and employing crop coefficient for castor bean suggested by culture FAO, it was estimated the crop evapotranspiration (ETc). The parameters evaluated were the height of the plants, stem diameter, leaf area index and productivity. All these parameters were estimated using descriptive statistics. It has been observed mean values of 1.48 dS.m-1 for CEes, before planting, and of 0.96 dS.m-1 at the end of the cycle, at sandy-loam area. The ETo average over the cycle was 2.98 mm.day-1 and ETc of 2.08 mm.day-1, while the average soil water matric potential was -27.97 kPa. By the end of 1° cycle, the plants were 3.32 m tall with a diameter of 65 mm; regarding the estimation of the leaf area, a value of 4.42 m has been obtained of highest vegetative growth, and the approximate yield was 2900 kg.ha-1. On the other hand, it was also used geoestatistics techniques to observe the degree of dependency for the attributes and the spatial variability of soil, texture and CEes, and the attributes crop stem diameter and height of the plants. All parameters adjusted to a normal distribution, except free with the exception of stem diameter, for 200 days after sowing, showing a medium to low degree of spatial dependence. None of the variables showed pure nugget effect, adjusting to theoretical models for the semivariograms. The contour maps produced isolinhas the observation of the most heterogeneous areas, where a local management strategy can be developed. Key words: Alluvial valley, spatial variability, castor bean. 1. INTRODUÇÃO A busca mundial pela sustentabilidade ambiental, com base na substituição progressiva dos combustíveis minerais derivados do petróleo, responsáveis diretos pelo efeito estufa, por combustíveis renováveis de origem vegetal, dentre eles o biodiesel do óleo da mamona, criou uma perspectiva real para a expansão do seu cultivo, em escala comercial no semi-árido brasileiro, principalmente na agricultura familiar, que já tem tradição no cultivo desta oleaginosa (BELTRÃO et al., 2005). Há grandes possibilidades desta cultura vir a se tornar a principal fonte de matéria-prima para suprir esta demanda, especialmente no Nordeste. Entretanto, a produtividade da mamoneira no Nordeste brasileiro ainda é baixa, o que se deve, em parte, ao baixo nível tecnológico empregado por grande parte dos agricultores, os quais acreditam que a planta não necessita de muitos cuidados técnicos. Realmente, a cultura apresenta ampla capacidade de adaptação à seca, sendo considerada xerófila, porém é sensível ao excesso de umidade por períodos prolongados, notadamente na fase inicial e na frutificação (AMORIM NETO et al., 2001; BELTRÃO et al., 2003) A faixa ideal de precipitação pluviométrica para produção da mamona varia entre 750 e 1500 mm, com um mínimo de 600 a 750 mm durante todo o ciclo da cultura, ajustando-se o plantio de forma que a planta receba de 400 a 500 mm até o início da floração (TÁVORA, 1982). Barreto & Amaral (2004) também destacam que, na região Nordeste do Brasil, normalmente não se encontram condições naturais de precipitação pluvial com freqüência e distribuição suficientes para atender plenamente às necessidades hídricas das plantas. Nesse caso, a irrigação como prática agrícola possibilita melhores rendimentos das culturas. Barros Júnior et al. (2006) ressaltam que, por ser uma planta com capacidade de produzir satisfatoriamente bem sob condições de baixa precipitação pluvial, a mamona se apresenta como uma alternativa de grande importância para o semi-árido brasileiro. Nesta região, a cultura, mesmo tendo a produtividade afetada, tem-se mostrado resistente ao clima adverso quando se verificam perdas totais em outras culturas, servindo, desta forma, como uma alternativa de trabalho e de renda para o agricultor da região semi-árida do Nordeste do Brasil. Nesse cenário, a pequena agricultura ou a agricultura familiar vem-se constituindo importante fonte de renda em pequenas comunidades pobres e contribuindo para diminuir o êxodo rural. Diversas culturas de subsistência vêm sendo implantadas. No entanto, dada às 2 condições climáticas adversas com concentração da precipitação em um período curto do ano, a prática da irrigação se torna imperiosa para o desenvolvimento da agricultura. Com escassos recursos hídricos de superfície, e mais susceptíveis às variações climáticas, os recursos hídricos subterrâneos vêm sendo mais utilizados para a prática da pequena agricultura irrigada, ao mesmo tempo em que outros usos, como o abastecimento doméstico e a dessedentação animal são dependentes dessa fonte, quando os recursos superficiais se esgotam, de acordo com Costa et al. (2003), citados por Almeida et al. (2004). Os vales aluviais do semi-árido apresentam elevado potencial para a pequena agricultura, embora sejam susceptíveis a processos de acúmulo de sais, tanto na zona não-saturada quanto na saturada, a depender, dentre outros fatores, da distribuição espacial de suas características hidráulicas. A irrigação nessas áreas pode incorrer em impactos ambientais quanto ao solo e à água subterrânea. Para minimizar esses impactos é necessária a adoção de taxas de aplicação e lâminas de lavagem compatíveis com a capacidade de infiltração do solo, em particular nos solos de textura fina, onde a infiltrabilidade pode ser limitada e processos de ascensão capilar tendem a ser relevantes, influenciando o processo de acúmulo de sais. Em tais áreas, a não consideração da variabilidade espacial dos atributos do solo e de suas aptidões pode afetar intensamente os planos de manejo agrícola (MONTENEGRO & MONTENEGRO, 2006). As práticas de manejo utilizadas, profundidade do lençol freático, permeabilidade do solo, taxa de evapotranspiração, chuvas, salinidade da água subterrânea e outros fatores hidrogeológicos são os responsáveis pela variabilidade espacial de propriedades físicas e químicas dos solos (CHAVES et al, 2005). Outrossim, a variabilidade nos aspectos produtivos e de desenvolvimento de uma cultura dentro do campo pode ser inerente do solo, clima ou induzida pelo manejo. Entre modificações nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo causadas por práticas de manejo, estão a compactação do solo pelas máquinas agrícolas e a variabilidade no estande das culturas e nos teores de nutrientes no solo devido à aplicação desuniforme de sementes, fertilizantes e corretivos (MIRANDA et al., 2005). Objetivou-se com este trabalho realizar caracterização edafoclimática em cultivo de mamona na agricultura familiar, em solo aluvial no município de Pesqueira, Agreste de Pernambuco, bem como avaliar a variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e de variáveis de crescimento da cultura. 2. 2.1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A cultura da Mamona (Ricinus communis L.) 2.1.1. Panorama do agronegócio da mamona no Brasil A análise do agronegócio da mamona no Brasil demonstra um declínio na década de 90, em comparação aos principais países integrantes deste agronegócio, conforme demonstrado na Tabela 1. O declínio da cultura da mamona no Brasil pode ser constatado ao verificar-se o histórico da produção nacional de mamona em baga durante o período 1980/2004, conforme Savy Filho et al. (1999), citado por Santos et al. (2001), o declínio do cultivo da cultura ocorreu por não ter acontecido no Brasil melhoria tecnológica no uso de fertilizantes, nas sementes, no preparo do solo, no plantio e na colheita. Também contribuíram para este declínio a desorganização do mercado interno, tanto para o produtor como para o consumidor final, os baixos preços pagos ao produtor agrícola e as reduzidas ofertas de crédito e assistência técnica (MENDES, 2005). A produção nacional de mamona foi a segunda do mundo na década de 80, quando a produção média anual correspondeu a 23% da produção mundial e a área total cultivada correspondeu aproximadamente 24%. Na década de 90, estes valores caíram para 6% e 11%, respectivamente. A importação brasileira de mamona foi a segunda do mundo na década de 80; porém, na década de 90, o Brasil não integrava mais o grupo dos maiores importadores. Quanto à exportação de mamona, o Brasil não consta entre os principais exportadores de bagas no período analisado (MENDES, 2005). Esta queda na produção fez com que o Brasil passasse de primeiro produtor mundial e principal exportador para a terceira posição entre os países produtores desta cultura, suplantado por Índia e China (Figura 1), ocupando hoje, a posição de pequeno exportador de óleo e seus derivados (RAMOS et al., 2006). 4 Tabela 1. Produção, área colhida, rendimento médio, importação e exportação de mamona em baga do Brasil (1000t), no período 1977 a 2007. ANO 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Produção (toneladas) 317,083 325,149 280,688 291,812 191,148 171,777 222,678 417,657 263,237 103,568 147,901 128,586 147,971 129,678 102,120 43,188 54,039 33,149 41,346 97,445 16,683 33,357 112,849 99,950 75,961 83,682 138,745 171,845 209,800 103,900 93,700 Área colhida (ha) 350,336 374,798 440,511 447,364 461,824 270,130 412,955 496,844 457,078 262,516 278,869 269,119 286,703 233,555 175,336 141,074 106,319 76,427 119,849 153,138 63,233 103,763 208,538 171,624 122,248 133,879 172,704 231,998 215,100 147,900 155,600 Produtividade média (kg/ha) 905 868 637 652 414 636 539 841 576 395 530 478 516 555 582 306 508 434 345 636 264 321 541 582 621 625 803 741 975 703 602 Importação (toneladas) 6,302 7,247 14,459 7,510 15,912 10,961 10,698 28,181 68,657 46,738 26,271 8,112 38,197 21,016 21,787 13,387 5,130 1,882 1,275 1,075 0,250 0,254 0,446 0,000 3,620 9,332 0,000 0,000 - Exportação (toneladas) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 6,272 3,985 0,003 0,003 0,000 0,000 0,000 0,000 0,011 0,000 0,000 0,003 0,000 0,016 0,000 0,000 0,000 0,030 0,000 - Fonte: FAOSTAT (2005), adaptado por Mendes (2005); CONAB (2008). Produção Mundial de Mamona China - 20% Outros - 5% Índia - 62% Brasil - 13% Figura 1. Maiores produtores de mamona em 2005 (Fonte: RAMOS et al., 2006). 5 2.1.2. Importância da cultura da mamona como matriz energética Com o fortalecimento do Programa Nacional do Biodiesel, estima-se que mais de 50% de nossa energia deverá ser proveniente de fontes renováveis, em futuro próximo. Uma dessas procedências energéticas é representada pelas oleaginosas (PEREIRA, 2007). O cultivo destas plantas utilizadas na obtenção de óleos que servem como matériasprimas na produção do biodiesel, tem se intensificado, e várias indústrias de extração de óleo estão em fase de adaptação ou de construção. A mamoneira é uma das mais promissoras para o semi-árido e o Agreste de Pernambuco, devido a fácil adaptação ao clima dessa região (DRUMMOND et al., 2006). Segundo Freire (2001), a mamoneira é uma oleaginosa de alto valor industria. O óleo extraído de suas sementes é de elevada importância, devido à versatilidade na química do produto. É matéria-prima para a fabricação de plásticos, fibras sintéticas, esmaltes, resinas e lubrificantes. Por meio da ricinoquímica, mais especificamente na química do óleo da mamona, podem ser obtidos produtos bem mais elaborados nas indústrias farmacêutica, de cosméticos e na aeronáutica. Além dessas aplicações destaca-se a mais recente possibilidade de uso em escala industrial: produção do biodiesel. Para atender a Lei Federal 11.097/2004, até o ano de 2008, O Brasil deve adicionar 2% de biodiesel ao diesel de petróleo (chamado de mistura B2). Para cumprir a exigência da Legislação, serão necessários 16.578 m3 de biodiesel para o Estado de Pernambuco. Levando-se em consideração que cerca de 50% de biomassa (torta) dessa oleaginosa é gerada na cadeia produtiva do biodiesel, pode-se verificar a problemática com relação a grande produção desse resíduo agro-industrial que, para o Estado de Pernambuco, é de 13.201 m3/ano (DRUMMOND et al., 2006). Inúmeras pesquisas sugerem a utilização de biomassa para fins energéticos, principalmente para combustíveis. Estudos já apontam que, a utilização da biomassa para fins energéticos vem tendo uma participação crescente perante a matriz energética mundial, levando a estimativas de que, até o ano de 2050, deverá dobrar o uso mundial de biomassa disponível (FISCHER & SCHRATTENHOLZER 2001, RATHMANN et al., 2005). A biomassa ou materiais vegetais vastamente utilizados no Estado de Pernambuco como fontes alternativas de energia, são: bagaço de cana de açúcar, casca de coco, lenha, serragem de madeira e eucalipto. O potencial energético da biomassa de oleaginosas consegue igualar ou superar, em valores de poder calorífico, essas fontes alternativas. Esse potencial requer maiores estudos para viabilizar sua utilização como complemento ou substituição de 6 materiais, que são utilizados em fornos e caldeiras industriais, provenientes de biomas importantes, evitando dessa forma desmatamentos, promovendo maior sustentabilidade e contribuindo com a matriz energética de Pernambuco (PEREIRA, 2007). 2.1.3. Descrição Botânica A mamoneira (Ricinus communis L.) é uma das 7000 espécies da família das euforbiáceas, possivelmente originária da antiga Abissínia, atual Etiópia, no continente africano, também conhecida no Brasil como carrapateira, palma-crísti e enxerida; em espanhol: higuerilla, higuerete ou higuera; em francês: ricinu; em inglês: castor bean e, em alemão: wunder-baun. Apresenta metabolismo fotossintético C3, ramificação caulinar do tipo simpodial, raízes fistulosas; vários tipos de expressão de sexualidade; elevadas taxas de respiração e particularidade da inflorescência. Nos tipos normais apresenta as flores masculinas na parte inferior e femininas na parte superior, com polinização do tipo anemófila. (BELTRÃO & SILVA, 1999). Segundo Beltrão et al. (2001), a espécie Ricinus communis L. é polimórfica, com seis subespécies e 25 variedades botânicas e centenas de cultivares como Sipeal 28, IAC 38, Campinas, BRS 149 (Nordestina), BRS 188 (Paraguaçu) entre outras. A mamoneira apresenta grande variação no hábito de crescimento, cor da folhagem e caule, tamanho das sementes, coloração e conteúdo do óleo, sendo uma planta perene quando as condições ambientais, sobretudo temperatura e umidade, permitem (WEISS, 1973; MAZZANI, 1983). De acordo com Popova & Moshkin (1986), a mamoneira pode atingir até dez metros de altura e viver mais de dez anos. A altura da planta é controlada por fatores genéticos e ambientais (MILANI, 2006). Atualmente a mamoneira está classificada, segundo Popova & Moshkin (1986), como: Subdivisão Fanerogamea ou espermatophita Filo Angiospermae Classe Dicotiledonea Subclasse Archichlamydeae Ordem Geraniales Família Euphorbiaceae Gênero Ricinus Espécie Ricinus communis 7 2.1.4. Aspectos Agronômicos A cultura da mamona (Ricinus communis L.) representa uma importante opção para a agricultura familiar do semi-árido do Nordeste brasileiro, pois esta planta é bastante resistente a seca, evento que em oito de cada dez anos ocorre nesta região, e tem um bom mercado, podendo ser consorciada com outras culturas, em especial o feijão (AZEVEDO & LIMA, 2001). Esta cultura possui um óleo com diversas utilizações industriais, desde próteses ósseas até lubrificantes de motores. A atual legislação que institui a adição de biodiesel ao diesel criou grande expectativa na produção de mamona, visto ser um dos óleos indicados para a produção deste, gerando uma demanda por cultivares com adaptação em regiões onde o cultivo da mamona não é tradicional. 2.1.5. Clima, Solos e Necessidades Hídricas A mamona é uma planta de clima tropical e por isso prefere locais de temperatura do ar variando entre 20 e 30° C, precipitações pluviais mínimas de 500 mm, elevada insolação, e baixa umidade relativa do ar, durante a maior parte do seu ciclo. Prefere solos de textura média, não muito argilosos, planos ou de relevo suave ondulado, sem perigo de encharcamento ou inundação. Não suporta solos muito salinos preferindo solos com condutividade elétrica abaixo de 3,0 dS.m-1 e com baixa sodicidade. A altitude do local deve ser de no mínimo 300 metros, podendo chegar a 1.100metros (BELTRÃO et al., 2003). 2.1.6. Cultivares recomendadas para a região Nordeste No semi-árido nordestino recomendam-se cultivares de porte médio em torno de 1,7 a 2,0m de altura em condições de cultivo de sequeiro, de frutos semi-indeiscentes e de sementes grandes, com teor de óleo mínimo de 47%, como as BRS 149 Nordestina e BRS 188 Paraguaçu. (BELTRÃO et al., 2003) 2.1.7. Configuração e densidade de plantio De modo geral, para cultivares com as características anteriormente descritas, utiliza-se uma população de 3.333 plantas/ha, espaçamento de 3,0m x 1,0m, com uma planta por cova. Caso a semente tenha elevado valor cultural (germinação x pureza), deve-se colocar somente 8 uma semente por cova, com 2,0 a 3,0cm de profundidade. Em solos de alta fertilidade pode-se utilizar espaçamento de 4,0m x 1,0m; em solo pouco fértil e arenoso, deve-se usar o espaçamento de 2,0m x 1,0m com uma planta por cova, mudando o esquema de consórcio no caso de optar por este tipo de sistema (BELTRÃO et al., 2003). O cultivo solteiro ou isolado é menos rentável que o consorciado com feijão (Vigna unguiculata L. ou Phaseolus vulgaris L.) ou gergelim (Sesamum indicum L.) ou ainda amendoim (Arachis hypogaea L.). Deve-se evitar o consórcio de gramíneas, em especial milho e sorgo, por serem muito competitivos e reduzir a produtividade da mamoneira. No caso do feijão deve-se usar três a quatro fileiras espaçadas entre si de 0,5m, com 10 plantas por metro de fileira, começando pelo centro do espaçamento da mamona, 3,0m x 1,0m, deixando-se 0,75m de cada lado livre, e plantar a mamona 15 dias antes para reduzir a competição nesta cultura. No caso do amendoim e do gergelim, ainda não há dados conclusivos, porém pode-se plantar duas fileiras no centro, espaçadas entre si de 0,6m e plantadas 20 dias depois da mamona. Esta técnica possibilita, além da melhora do índice de utilização da terra, o aumento do rendimento por área (De MARIE, 2001). 2.2. A água no solo e o desenvolvimento das plantas No semi-árido nordestino, pela sua própria definição, a água é o fator mais limitante para obtenção de elevadas produtividades agrícolas, de forma regular, ao longo dos anos. Entretanto, outra característica regional é a extrema variabilidade das condições climáticas fazendo com que, em alguns anos, o suprimento de água às plantas seja suficiente para estas atingirem altas produtividades, enquanto em outros anos pode levar à perda total das colheitas (ANTONINO et al., 2000). Segundo Tormena et al. (1999), o solo constitui um reservatório ao qual se repõe, periodicamente, a água retirada pela cultura, respeitando-se um valor limite inferior para a disponibilidade de água. À medida que a umidade do solo vai diminuindo, torna-se mais difícil a absorção de água pelas raízes das plantas, isso porque vai aumentando a força de retenção, enquanto diminui a disponibilidade hídrica no solo. Assim, nem toda água armazenada no solo está disponível às plantas (LIBARDI, 2000). 9 2.2.1. Armazenamento de água no solo No solo, a água ocupa os espaços porosos formados pelo arranjo físico das partículas da fase sólida e, freqüentemente, concorrendo com a fase gasosa do solo. Da água que chega ao solo, uma parte é armazenada, exibindo variação no tempo e no espaço, sobretudo na superfície do solo, devido à evaporação e atividade das raízes das plantas (GONZÁLES & ALVES, 2005). O armazenamento de água a ser considerado nos estudos de balanço hídrico é função da profundidade de exploração das raízes no solo. Em função do tipo de solo, profundidade das raízes e tipo de cultura podem ser definidos limites máximo e mínimo do armazenamento de água no solo, dentro dos quais a cultura tem seu desenvolvimento favorecido (ALFONSI et al., 1998). 2.2.2. Potencial da água no solo Bergamaschi et al. (1992) ressaltam que ao longo de várias décadas, o estado hídrico do solo foi expresso e medido na base de quantidade de umidade (gravimétrica ou volumétrica). Entretanto, como as características de retenção de água do solo variam muito, principalmente em função da textura, do conteúdo de matéria orgânica e do estado de agregação, houve a necessidade de expressar a umidade do solo em termos de potencial de água no solo (ψ), que tem um significado físico mais consistente e que está relacionado ao estado energético da água no solo na planta e na atmosfera (SANTIAGO, 2002). De acordo com Reichardt & Timm (2004) o potencial da água no solo define (ψ), o estado de energia do sistema no ponto considerado. Composto por uma série de componentes sendo: a componente de pressão (ψp), que aparece toda vez que a pressão que atua sobre a água do solo é diferente e maior que a pressão que atua sobre a água padrão; componente gravitacional (ψg), que aparece em decorrência da presença do campo gravitacional terrestre; componente osmótica (ψos), que aparece pelo fato de a água no solo ser uma solução de sais minerais e outros solutos e a água padrão ser pura; e por fim, a componente matricial (ψm) que envolve a interação entre a matriz sólida do solo e a água, como forças de adsorção e capilaridade. Esses fenômenos geram pressões negativas, denominadas tensões ou sucções. Diante do exposto, o potencial total da água no solo pode ser assim descrito: ψ = ψ p + ψ g + ψ os + ψ m (1) 10 2.2.3. Água disponível à planta A quantificação da água disponível às plantas (AD), situada entre a capacidade de campo (CC) e o ponto de murcha permanente (PMP), é necessária para o manejo da água do solo na agricultura irrigada, com reflexos na lâmina de água de irrigação; contudo, esses limites têm sido objeto de crítica e estudos (SOUZA & REICHARDT, 1996). Para Veihmeyer & Hendrickson (1949), a CC refere-se à quantidade de água retida pelo solo depois que o excesso tenha drenado e a taxa de movimento descendente haja decrescido acentuadamente. Em solos permeáveis de estrutura e textura uniformes, isto geralmente ocorre dois a três dias depois de uma chuva ou irrigação. Quando o solo se encontra na CC, os macroporos estão livres de água e os microporos cheios. A classificação do diâmetro dos poros, proposta por Richards (1965), define micro e macroporos àqueles com diâmetro menor e maior que 0,05 mm, respectivamente. Considerando-se que os macroporos são esvaziados no potencial matricial de -0,006 MPa, este pode ser utilizado para estimar a capacidade de campo (KLEIN et al., 2006). Klein et al. (2006), relatam que o PMP é o teor de água do solo no qual as plantas experimentam perdas de turgescência das folhas e desta murcha não se recuperam quando colocadas em um ambiente escuro e saturado. O PMP representa, portanto, o teor de água mínimo disponível no solo para o desenvolvimento das plantas. Com base neste conceito, Hillel (1980) comenta que o PMP é uma grandeza física de um solo, estimada pelo teor de água retida no potencial matricial de aproximadamente -1,5 MPa . Tormena et al. (1999) ressaltam que o conceito de água disponível (AD) entre a capacidade de campo (CC) e o ponto de murcha permanente (PMP), (AD = CC-PMP) é amplamente utilizado. Em uma abordagem quantitativa procura-se estabelecer, para fins de projeto e manejo de irrigação, um percentual da disponibilidade total de água no solo que poderia ser usado pela cultura, sem quedas no rendimento. O valor p é função da cultura e do nível de evapotranspiração local. Este conceito é útil para a definição do momento de se irrigar, no método do balanço de água, sendo necessário monitorar a umidade do solo. 2.2.4. Umidade e Tensão da Água do Solo: Curva-característica do solo O solo possui poros de dimensões e formas as mais diversas e irregulares. Fenômenos semelhantes à ascensão de água em um capilar ocorrem no solo e conferem um estado de 11 energia negativa à água nele contida. Esta energia ou tensão é a componente matricial do potencial total da água do solo (BLACKBURN, 2002). A obtenção da relação entre umidade do solo (θ) e o potencial matricial do solo (Ψm), a chamada “curva característica de retenção da água no solo” (CHILDS, 1940), ou simplesmente curva de retenção, é parte fundamental da caracterização das propriedades hidráulicas do solo (KLUTE, 1986). O estudo da relação entre o conteúdo de água no solo e seu potencial, bem como suas implicações no movimento e na disponibilidade de água às plantas, remonta ao início do século XX (BUCKINGHAM, 1907; GARDNER, 1920; RICHARDS, 1928, citados por CICHOTA & van LIER, 2004.) Paralelamente, diferentes culturas apresentam diferentes intervalos de tensões admissíveis para que ocorra um aproveitamento satisfatório da água disponível. Portanto, dados que relacionam direta ou indiretamente a componente matricial à umidade são de suma importância no aproveitamento racional da água, bem como no aumento da produção agrícola (BLACKBURN, 2002). Para a determinação da curva de retenção da água no solo, pode-se empregar vários métodos como o funil de placa porosa, mesa de tensão ou câmaras de pressão (panela de Richards), em amostras de solo indeformado ou deformado (EMBRAPA, 1997). Em campo, uma combinação de métodos é utilizada, na maioria das vezes o potencial da água (ψ) é determinado por um tensiômetro conectado a um manômetro de mercúrio ou a um transdutor de pressão, enquanto que técnicas como a moderação de neutrons, reflectometria no domínio do tempo (TDR) e gravimetria são utilizadas para a determinação da umidade volumétrica (θv)(VAZ et al, 2003). Devido às dificuldades experimentais e ao longo tempo envolvido nessas determinações, tem-se observado um crescente interesse por métodos indiretos de estimativa da capacidade de retenção da água nos solos (ARYA et al. 1999; PACHEPSKY & RAWLS, 1999), os quais utilizam dados taxonômicos simples. Dentre eles, os mais importantes são os métodos da Função de Pedotransferência (PTF), que descreve equações que expressam dependências entre a retenção da água e condutividade hidráulica com parâmetros básicos disponíveis em levantamentos de solos. O modelo de Arya e Paris (1981) usa a similaridade entre as curvas de distribuição do tamanho de partículas e as curvas de retenção de água no solo. Tomazella et al. (2000) desenvolveram um modelo de PTF para as condições de solos brasileiros, utilizando dados de mais de 500 horizontes. O desenvolvimento das equações de PTF adaptadas para as condições de solos tropicais, possibilitou a determinação dos parâmetros da curva de retenção de van Genuchten (1980) com uma precisão muito maior do 12 que com o uso de equações de PTF desenvolvidas para outros solos. Já o modelo de Arya e Paris (1981), ainda carece de validação para as condições de solos brasileiros. Essa ausência de trabalhos deve-se, provavelmente, à dificuldade da obtenção das curvas completas de distribuição do tamanho das partículas dos solos, que é uma análise muito mais difícil e trabalhosa que a simples textura, utilizada nas equações de PTF. O modelo de van Genuchten (1980), citado acima, é largamente utilizado na literatura, podendo ser expresso como: ⎡ ⎤ 1 θv = θr + (θs − θr ).⎢ ⎥ n ⎢⎣1 + (α .ψ m ) ⎥⎦ m ⎛1⎞ m = 1− ⎜ ⎟ ⎝n⎠ (2) (3) Em que: θv – umidade volumétrica, cm3 cm-3 θs – umidade de saturação, cm3 cm-3 θr – umidade residual, cm3 cm-3 α – parâmetro de ajuste, cm-1 ψm – componente matricial do potencial da água no solo, cm m e n – parâmetros de ajuste da equação, adimensionais. 2.3. Evapotranspiração O termo evapotranspiração é usado para representar a passagem da água do estado líquido para o gasoso e inclui dois processos distintos. A água de um solo úmido ou de um reservatório, barragem ou lago pode evaporar, sendo o processo regido por leis puramente físicas, e a esse processo se reserva o termo “evaporação”. Já na evaporação de água através de uma planta, fenômenos biológicos limitam as leis físicas, e a esse processo se reserva o termo “transpiração”. (REICHARDT & TIMM, 2004). Quando ambos os processos ocorrem simultaneamente, como numa superfície vegetada, utiliza-se o termo evapotranspiração. Esta definição foi utilizada por Thornthwaite, no início da década de 40, para expressar tal fenômeno (PEREIRA et al., 1997). Pode-se afirmar que o clima é um dos fatores mais importantes na determinação da lâmina de água evapotranspirada pelas culturas. Excluindo-se os fatores climáticos, a 13 evapotranspiração também é influenciada pela própria cultura e proporcional as suas características de crescimento. O meio ambiente local, condições de solo e sua umidade, fertilizantes, infestações de pragas e doenças, práticas agrícolas e de irrigação e outros fatores também podem influir na taxa de crescimento e na evapotranspiração (DOORENBOS & PRUITT, 1977). As pesquisas realizadas para estimar a evapotranspiração fornecem informações da quantidade de água consumida pelas plantas, gerando dados para o manejo da água e para o dimensionamento dos sistemas, tendo a FAO, nas duas últimas décadas, recomendado a realização de pesquisas locais para determinar a demanda hídrica das culturas, principalmente para estimar e medir a evapotranspiração (CURI & CAMPELO JÚNIOR, 2001). Faria et al. (2006) ressaltam que a quantificação do fluxo de vapor d’água para a atmosfera proveniente de superfícies úmidas, como em áreas cultivadas ou em pousio, é de grande interesse para determinação das necessidades hídricas de cultivos e disponibilidade hídrica do solo. A evapotranspiração é um dos componentes do ciclo hidrológico que mais apresenta incerteza na sua determinação, baseada muitas vezes em modelos teóricos que, por sua vez, necessitam de informações hidrometeorológicas do local (OLIVEIRA et al, 2006). Wendland et al. (2004) destacam que os modelos teóricos mais utilizados foram desenvolvidos para o Hemisfério Norte, pressupondo condições de disponibilidade hídrica constante. Para regiões caracterizadas por períodos secos e chuvosos distintos e claramente definidos, esses métodos podem conduzir a erros grosseiros. 2.3.1. Evapotranspiração Potencial de Referência (ETo) Com intuito de padronizar a evapotranspiração de comunidades vegetais, foram fixadas as condições nas quais sua medida deve ser feita. Definiu-se, então, a Evapotranspiração potencial de referência (ETo) como a quantidade de água evapotranspirada na unidade de tempo e de área por uma cultura de baixo porte, verde, cobrindo totalmente o solo, de altura uniforme e sem deficiência de água. Em nossas condições, utiliza-se uma parcela de grama Batatais (Paspalum notatum L.) que, nas regiões tropicais e subtropicais permanece praticamente verde e em pleno desenvolvimento durante todo o ano, desde que seja irrigada (REICHARDT & TIMM, 2004). Smith (1991) define ETo como sendo a evapotranspiração de uma cultura hipotética, com altura fixa de 0,12m, albedo igual a 0,23, e resistência da cobertura ao transporte de 14 vapor d’água a 36 s m-1, que representaria a evapotranspiração de um gramado verde, de altura uniforme, em crescimento ativo, cobrindo totalmente a superfície do solo e sem falta de água (PEREIRA et al., 1997). 2.3.2. Evapotranspiração Real (ER) Pereira et al., (1997) relatam que a evapotranspiração real (ER) é aquela que ocorre numa superfície vegetada, independente de sua área, de seu porte e das condições de umidade do solo. Portanto, ER é aquela que ocorre em qualquer circunstância, sem imposição de qualquer condição de contorno. Logo, ER pode assumir tanto o valor potencial como outro qualquer. A ER pode ser limitada tanto pela disponibilidade de radiação solar como pelo suprimento de umidade do solo. 2.3.3. Evapotranspiração da Cultura (ETc) e Coeficiente de Cultura (Kc) Bezerra (2004) cita que a evapotranspiração da mamoneira ainda não foi devidamente estimada no Brasil. Alguns pesquisadores ressaltam que há necessidade de uma precipitação mínima de 700 a 850 mm distribuídos durante o ciclo para que se obtenha boa produtividade (AZEVEDO & LIMA, 2001; SAVY FILHO, 1999). Essa variabilidade se dá em função das condições da planta e do local de cultivo. Desde o plantio até a colheita, uma cultura vai progressivamente crescendo e ocupando a área disponível. Nessas condições, ocorre evapotranspiração real, que na prática é denominada de evapotranspiração da cultura (ETc) (PEREIRA et al., 1997). Devido as diferenças da interface cultura-atmosfera entre a grama batatais e outras culturas, também em diferentes estádios de desenvolvimento, estabeleceu-se um coeficiente de cultura (Kc) mediante a relação entre ETc e ETo. Kc = ETc ETo (4) O coeficiente de cultura (Kc) representa a integração dos efeitos de três características que distinguem a ETc da evapotranspiração de referência (ETo): a altura da cultura, a resistência de superfície e o albedo da superfície cultura-solo, que representa a razão entre as radiações de ondas curtas refletidas e incidentes, parâmetro fundamental na determinação do balanço de radiação à superfície (LEITÃO & OLIVEIRA, 2000). 15 Durante o período vegetativo, o valor de Kc varia com o desenvolvimento da cultura e com a fração de cobertura da superfície do solo, pela vegetação (REICHARDT & TIMM, 2004). Doorenbos & Pruitt (1977) apresentaram coeficientes de cultura para várias espécies de interesse agronômico, inclusive a mamoneira, quantificando e caracterizaram os seus respectivos estádios de desenvolvimento (Tabela 2). Entretanto, os valores correspondentes as fases I e II são oriundos de interpolação, em função da ETo durante as fases iniciais e da freqüência de irrigação ou das chuvas periódicas. Estes autores ainda recomendam que sejam realizados estudos regionais visando ajustarse Kc’s para as condições edafoclimáticas locais e as características varietais. Tabela 2 Coeficiente de cultivo (Kc) correspondente à cultura da mamona, em diferentes fases de desenvolvimento. Estádios de Desenvolvimento Caracterização dos Estádios Estádio I – Fase inicial Germinação e crescimento inicial, quando a superfície do solo está coberta muito pouca ou quase nada pela cultura. Desde o final da fase inicial até se chegar a uma cobertura com sombreamento efetivo completo. Desde o final da fase anterior até o momento de início da maturação, manifestada pela descoloração das folhas ou sua queda Do estádio anterior até a plena maturação ou colheita Estádio II – Fase de crescimento Estádio III – Fase do período intermediário Estádio IV – Fase do período final Fonte: Doorenbos & Pruitt (1977). Kc’s Duração Aproximada (dias) 25 0,35 40 0,75 65 1, 05 50 0,50 2.3.4. Evapotranspiração Máxima (ETm) Bezerra (2004), afirma que a evapotranspiração máxima da cultura corresponde a sua maior demanda de água e esta é variável em função do estádio da planta e das condições climáticas atmosféricas do momento. Como na cultura em pleno desenvolvimento o valor de Kc é máximo, podendo mesmo assumir valores maiores que 1, tais valores indicam que a cultura em questão perde mais água que a grama Batatais, ambas submetidas às mesmas condições climáticas. A ETm representa, então, a máxima perda de água que certa cultura sofre, em dado estádio de desenvolvimento, quando não há restrições de água no solo (REICHARDT & TIMM, 2004). 16 2.3.5. Estimativa da Evapotranspiração Burman et al. (1983) revisaram vários métodos de determinação da evapotranspiração, adotados em diversas partes do mundo. Estes autores classificaram os métodos em dois grandes grupos: o primeiro grupo inclui os métodos onde a evapotranspiração potencial pode ser determinada a partir de medidas diretas como os lisímetros, balanço hídrico e controle de umidade no solo. No segundo grupo estão os métodos que utilizam dados climáticos, também chamados de métodos indiretos, nos quais a evaporação ou a evapotranspiração de referência são avaliadas por fórmulas empíricas e posteriormente, são correlacionadas com a evapotranspiração da cultura por meio de coeficientes de proporcionalidade, tais como coeficiente do Tanque Classe “A” (Kp) e coeficiente de cultura (Kc) (MACHADO & MATOS, 2000). A Comissão Internacional de Irrigação e Drenagem (ICID) e a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) consideram o método de Penman-Monteith (ALLEN et al., 1998) como padrão de estimativa da evapotranspiração de referência, a partir de dados meteorológicos, sendo utilizado também para avaliar outros métodos (SMITH, 1991). Medeiros et al. (2003) relatam que têm-se verificado em diversos trabalhos que o desempenho do método de Penman-Monteith é satisfatório, quando comparado com medidas em lisímetros: Allen et al. (1986), Allen et al. (1989), Jensen et al. (1990), Allen et al. (1994), Ribeiro (1996), Maggiotto (1996), Camargo & Sentelhas (1997), Sentelhas (1998), Pereira (1998) e Hussein (1999). Muitas vezes, no entanto, seu emprego é restringido pela limitada disponibilidade de dados meteorológicos, o que acaba exigindo o uso de métodos mais simples, como por exemplo, o Tanque Classe “A”. 2.4. Balanço Hídrico Segundo Reichardt e Timm (2004), o balanço hídrico do solo representa o somatório das quantidades de água que entram e saem de um elemento de um volume de solo, e num dado intervalo de tempo; o resultado é a quantidade líquida de água que nele permanece. Do ponto de vista agronômico, o balanço hídrico é fundamental, pois define as condições hídricas sob as quais a cultura se desenvolveu. No semi-árido nordestino, pela sua própria definição, a água é o fator mais limitante à obtenção de elevadas produtividades agrícolas, de forma regular, ao longo dos anos; 17 entretanto, outra característica regional é a extrema variabilidade das condições climáticas (Reddy, 1983) fazendo com que, em alguns anos, o suprimento de água às plantas seja suficiente para atingirem altas produtividades, enquanto em outros anos possa levar à perda total das colheitas (ANTONINO et al., 2000). Estes mesmos autores destacam também que as culturas de subsistência são normalmente estabelecidas em baixios (várzeas), com semeadura após as primeiras chuvas; muitas vezes, esta semeadura é perdida quando as plântulas morrem, por falta de água, devido à distribuição irregular da chuva e à ausência de água armazenada no perfil do solo. Apesar da importância da disponibilidade hídrica na região semi-árida, são poucas as pesquisas sobre balanço hídrico do solo e a maior parte foi realizada em solo irrigado. Para se efetuar o balanço hídrico de uma cultura, é necessário computar as entradas de água no solo via precipitação pluvial (P) ou irrigação (I), a partir da sua infiltração na superfície, juntamente com ascensão capilar (AC); e as saídas, representadas pela drenagem interna (DI), evapotranspiração (ET) e deflúvio superficial (DS) num volume de solo, com base na configuração do sistema radicular da cultura em estudo, em determinado período de tempo; se a quantidade de água que entra no tempo considerado for maior que a quantidade que sai durante o mesmo período, o saldo será positivo. Tanto o saldo positivo como o negativo podem ser medidos pela variação de armazenagem (ΔA) de água no perfil do solo no período considerado (LIBARDI, 1995), expressa como: ΔA = P + I + AC - DI - ET - DS (5) Em que: ΔA – Variação de armazenagem, mm; P – Precipitação, mm; I – Irrigação, mm; AC – Ascensão capilar, mm; DI – Drenagem interna, mm; ET – Evapotranspiração, mm; DS – Deflúvio superficial, mm. Cintra et al. (2000) destacam a importância do balanço hídrico como ferramenta para definição dos períodos mais prováveis de déficit hídrico para a cultura, estando relacionado não só ao conhecimento dos fatores que o compõem (evapotranspiração, precipitação, drenagem interna ou ascensão capilar) como, também, ao conhecimento das características da 18 planta, principalmente da sua fenologia, que representa o ponto de partida para a interpretação coerente dos resultados do balanço. Na prática, efetuar diretamente a contabilidade hídrica de uma parcela de solo com vegetação não é uma atividade simples e, dependendo das condições do local, nem sempre possível. As medidas feitas com o objetivo de estabelecer o balanço hídrico de uma determinada área vegetada, em um intervalo de tempo, normalmente exigem o emprego de equipamentos sofisticados e de mão-de-obra especializada, o que torna tais medidas normalmente inacessíveis ao pequeno agricultor. Estudos dessa natureza, que levam em conta todos os fluxos envolvidos, ficam restritos a pequenas áreas e se destinam à verificação da validade de modelos matemáticos, desenvolvidos com a finalidade de simular o balanço hídrico (MEDEIROS, 2007). O balanço hídrico climatológico (BHC), descrito por Thornthwaite & Mather (1955), é uma das diversas maneiras de se monitorar o armazenamento de água no solo. Partindo-se do suprimento natural de água ao solo, representado pelas chuvas, e da demanda atmosférica, através da evapotranspiração potencial, e com uma capacidade de água disponível apropriada ao tipo de planta cultivada, o BHC fornece estimativas da evapotranspiração real, da deficiência, do excedente, e o armazenamento de água no solo, tanto na escala diária como mensal (PEREIRA et al, 1997). Dantas et al. (2004) também ressaltam que este método pode ser utilizado para estimar a evapotranspiração potencial, baseado em índices de calor. É um método simples e adequado para estimar a disponibilidade de água no solo e tem sido recomendado devido à simplicidade das medidas necessárias e precisão dos resultados. Estes mesmos autores também destacam que, na metodologia do balanço hídrico, são empregados apenas dados de temperatura do ar e de precipitação. Também é um critério apropriado para definir as características climáticas do local e podendo-se utilizar valores médios mensais. 2.5. Zoneamento e Aptidão Agroclimática da cultura da Mamona O programa de zoneamento Agroclimático do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), teve início no Brasil em 1996, e desde então tem-se constituído num instrumento de apoio à política agrícola do governo federal na área de crédito e seguridade rural. Tornou-se ainda, um instrumento de indução ao uso de tecnologias e de suporte para a tomada decisão no Programa de Garantia da Atividade Agropecuária (PROAGRO), além de 19 servir de referencial para as empresas privadas que atuam na área securitária no Brasil (CUNHA & ASSAD, 2001). O zoneamento procura trabalhar focalizando o risco climático associado à distribuição de chuvas, levando em conta o clima e o solo para definir a melhor época de plantio (Santana et al., 2006). Medeiros (2007) relata que o zoneamento agrícola de risco climático, com delimitação de regiões aptas ao desenvolvimento das culturas, constitui-se em importante ferramenta para a tomada de decisão em agronegócios. A definição de épocas de semeadura com base em estudos probabilísticos de distribuição temporal das chuvas, associada à recomendação de cultivares mais produtivas, mais resistentes às secas e de ciclos mais curtos, podem diminuir os efeitos causados pela má distribuição das chuvas, como ocorre no Nordeste brasileiro. A expansão registrada no cultivo da mamona no Nordeste brasileiro, nos últimos anos, está diretamente relacionada à alta capacidade de adaptação desta cultura às condições predominantes da região semi-árida, onde as condições edafoclimáticas restringem o desenvolvimento de culturas mais exigentes. No Brasil, seu cultivo comercial ocorre, praticamente, em todos os estados nordestinos, a exceção de Sergipe e Maranhão, que embora possuam áreas com aptidão ao cultivo, não registram plantios comerciais (AMORIM NETO et al., 2001). Dentre as características climáticas do Estado da Pernambuco pode-se observar regime de chuva influenciado pela presença da ZCIT (Zona de Convergência Intertropical), umidade das massas de ar oriundas do Oceano Atlântico e Equatoriais Continentais. A determinação dos possíveis riscos climáticos que a cultura da mamona poderá sofrer no período de plantio até a sua colheita é fundamental para a elaboração e desenvolvimento de políticas agrícolas, investimento rural e seguro agrícola (AMARAL et al., 2004). De acordo com a classificação de Köppen, no Nordeste predominam os seguintes tipos climáticos: (As´) Quente e úmido, com chuvas de outono-inverno e ocorre desde o litoral até o Planalto da Borborema. A época chuvosa tem início em março, e duração até julho e agosto, com período de estiagem de setembro a fevereiro. A temperatura do ar apresenta valores médios anuais compreendidos entre 22º a 26ºC; (Bsh) Semi-árido quente, compreende a microrregião do Brejo Paraibano e o Planalto da Borborema. Apresenta grande irregularidade no regime pluviométrico, e temperatura média superior a 26º C; (Aw´) Quente e seco, com chuvas desde o município de Patos, na Paraíba, até o Ceará. As maiores precipitações pluviométricas ocorrem nos meses de fevereiro e março, com médias anuais superiores a 600 mm. A estação seca corresponde ao período de maio até dezembro (AMARAL et al., 2004). 20 Para determinação dos municípios favoráveis ao cultivo da mamona, também se utilizam alguns parâmetros edafoclimáticos da cultura, e assim definiu-se algumas classes como predominantes para o desenvolvimento da produção como: “Condições Plenamente Favoráveis”, com temperatura média do ar entre 20º a 30ºC, precipitação em torno de 500mm no período de maior necessidade hídrica da cultura, variação de altitude de 300 a 1500 metros umidade relativa abaixo de 80%, sendo a ideal em torno de 65%. Já a “Desfavorabilidade Plena” ocorre em localidades com temperatura média do ar inferior a 20ºC ou superior a 30ºC, precipitação menor que 500mm no período de maior incidência, altitude menor que 300m ou superior a 1500m (AMARAL et al., 2004). 2.6. Variabilidade Espacial dos Atributos do Sistema Solo-Planta Observações realizadas em estudos agronômicos do sistema solo-planta-atmosfera precisam incluir considerações sobre a variabilidade espacial e temporal de atributos de solos e de plantas em condições de campo, além dos parâmetros atmosféricos. O solo e as distribuições das diferentes partes da plantas, dentro e fora do solo, são fundamentalmente heterogêneos. As variações no solo são decorrentes das taxas variáveis nas quais atuaram os processos de sua formação e das diversas atuações do homem durante seu cultivo. A distribuição radicular e da parte aérea das plantas dependem das propriedades do solo, das operações de plantio, de pragas e doenças. Assim, medidas de parâmetros do solo e da planta apresentam muitas irregularidades que podem ou não ser atribuídas ao acaso em relação à sua distribuição espacial no campo (REICHARDT & TIMM, 2004). No Brasil, são poucos os estudos que consideram a variabilidade espacial de atributos físicos em uma unidade de mapeamento de solo. O conhecimento da distribuição das propriedades do solo no campo é importante para o refinamento das práticas de manejo e avaliação dos efeitos da agricultura sobre a qualidade ambiental (SOUZA et al., 2004), servindo de base para agricultura de precisão. Souza et al (2004) também destacam que o estudo dos atributos físicos e químicos do solo em um importante instrumento no processo de análise de produtividade e da conseqüente escolha sobre técnicas de manejo, a serem adotadas em uma determinada área, localmente. O conhecimento de características físico-hídricas do solo como a capacidade de retenção de água, densidade do solo e granulometria, dentre outras, é relevante na escolha do sistema de irrigação a ser utilizado, no cálculo da quantidade de água a ser aplicada na irrigação, bem como sua freqüência de aplicação, tornando-se óbvio que o conhecimento da variabilidade 21 destas propriedades dentro da área a ser irrigada é de extrema importância. Além disso, a variabilidade espacial de características físicas do solo como porosidade total e densidade podem auxiliar no monitoramento da compactação do solo em áreas de uso intensivo de máquinas agrícolas (LIMA et al 2006). Eguchi et al. (2003) salientam que a estatística clássica e a geoestatística são duas ferramentas poderosas e que se interagem na análise dos dados físico-hídricos do solo, avaliando a magnitude de variação espacial e a estrutura de variabilidade espacial, podendo auxiliar na compreensão e definição de estratégias de manejo do solo para fins de irrigação, drenagem e conservação do solo. No que diz respeito à produção agrícola, as culturas de um modo geral recebem um manejo convencional, no qual as práticas culturais são aplicadas uniformemente porque se assume a homogeneidade dos fatores de produção em todo o campo. Porém, segundo Cassel et al. (1988) e Marques Júnior e Corá (1998), o desconhecimento pontual dos fatores de produção pode tornar as metas de produtividade impróprias, e levar ao uso excessivo de insumos, conduzindo a uma produção ineficiente com altos custos e danos ambientais (MIRANDA et al, 2005). A variabilidade de um campo agrícola influencia fatores de produção ligados à disponibilidade de nutrientes, suprimento de água e, conseqüentemente, ao ambiente onde estão localizadas as raízes (MANTOVANI et al., 1998). Se for constatada alta variabilidade espacial dos fatores produtivos e da produtividade das culturas, a localização das regiões de alto e baixo potencial produtivo pode trazer benefícios, permitindo adoção de estratégias como a aplicação localizada de insumos e tratos culturais (MORTON et al., 1998; NIELSEN et al., 1997; PLANT et al., 1999). Miranda et al. (2005) também relatam que a variabilidade na produtividade de uma cultura dentro do campo pode ser inerente do solo, clima ou induzida pelo manejo. Entre modificações nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo causadas por práticas de manejo, estão a compactação do solo pelas máquinas agrícolas e a variabilidade no estande das culturas e nos teores de nutrientes no solo devido à aplicação desuniforme de sementes, fertilizantes e corretivos. A utilização de ferramentas geoestatísticas, além de identificar a existência ou não de dependência espacial entre as observações, pode ser aplicada em mapeamento, orientação de futuras amostragens e modelagem. Se os valores próximos não são independentes entre si, pode-se usar ferramentas de interpolação e estimação de valores em locais não medidos, a 22 exemplo do processo de krigagem; desta forma, uma representação mais realista da área estudada pode ser obtida (QUEIROZ et al 1999). Os mapas de produtividade, segundo Broos et al. (1998) e Staford et al. (1998), permitem visualizar a variabilidade dos fatores de produção e da produtividade das culturas. A análise destes mapas e a correlação entre propriedades do solo e da cultura possibilitam decisões de manejo sobre irrigação e drenagem, plantio, variedades adaptadas, aplicação localizada de sementes, fertilizantes e corretivos, herbicidas e defensivos agrícolas, e intensidade do preparo do solo. Os mapas de isovalores são gerados por interpolação a partir de medições em um conjunto de vários pontos ou células, com área e posição geográfica conhecida (MANTOVANI et al., 1998; MIRANDA et al., 2005). 3. 3.1. MATERIAL E MÉTODOS Área de estudo A área de estudo está localizada na Fazenda Nossa Senhora do Rosário, a 230 km de Recife-PE, nas proximidades da rodovia BR-232, com coordenadas geográficas de 08º10’25” S e 35º11’ W, de latitude e longitude, respectivamente, e 650 m de altitude, de acordo com (Figura 2). Figura 2. Localização da área de estudo no município de Pesqueira – PE (Fonte: Silva et al., 2007). De acordo com Ribeiro et al. (1999), o local possui uma superfície geomórfica aplainada, que constitui o terraço fluvial do Rio Ipanema, formado por sedimentos aluviais de textura variada. A planície aluvial é limitada por encostas suaves onduladas ou onduladas, do piemonte de maciços montanhosos que circundam o vale e, em alguns pontos o limitam abruptamente. Estas encostas são caracterizadas por solos pouco profundos, desenvolvidos do embasamento geológico referido ao Pré-cambriano indiviso representado, principalmente, por gnaisses e granitos (RIBEIRO et al. 1999). O clima do local é classificado, segundo Köeppen, como BShw’ semi-árido quente, caatinga hiperxerófila, com temperatura média anual em torno de 27°C, a umidade relativa média anual do ar é de 73%, e a velocidade média do vento é de 2,5 m/s (CISAGRO, 1990). 24 Dados obtidos de uma estação climatológica instalada no local registram uma precipitação média anual de 730 mm e uma evapotranspiração potencial de referência, estimada por Tanque Classe “A”, de 1638 mm anual (MONTENEGRO, 2001). 3.2. A unidade experimental Foi instalado plantio no vale aluvial, no dia 15 de março de 2007, em linhas de cultivo com mamona cultivar BRS-188 Paraguaçu, numa área de 1444 m² com espaçamento de 3m x 1m, perfazendo um stand de 480 plantas, em consórcio com feijão-caupi com espaçamento 0,5m x 0,5m nas entrelinhas de mamona (Figura 3). Durante todo ciclo, o plantio foi manejado em sistema de sequeiro. Devido à distribuição regular das chuvas durante o período, adotou-se irrigação suplementar, no fim do ciclo, mas não significativa. Nesta fase foram avaliadas as variáveis de crescimento: Diâmetro do caule, medido com paquímetro, e altura das plantas, aferidas com régua (CARDOSO et al., 2006). Ao todo foram realizadas 10 medições aos 16, 32, 51, 63, 72, 81, 97, 133,168 e 200 dias após a semeadura (DAS), sendo avaliadas 160 plantas, em malha de 3x3m. Para estimativa de área foliar foram realizadas 5 leituras aos 23, 72, 99, 164 e 231 DAS e utilizou-se o modelo desenvolvido por Severino et al. (2004), o qual melhor se ajusta a cultivar Paraguaçu, dado por: S = 0,2439 x( P + T ) 2, 0898 (6) Em que: S = Área foliar; em cm²; P = Comprimento da nervura principal, em cm; T =Média do comprimento das duas nervuras laterais. Já a produtividade foi estimada em kg.ha-1, pesando-se os cachos colhidos por área. Ao todo, foram realizadas 4 colheitas neste primeiro ciclo da cultura. Para obtenção da produtividade de sementes utilizou-se um fator conversão (F) para transformação de peso de cachos em peso de sementes, no valor 0,6, segundo Severino et al. (2005). Para o feijão caupi foi realizada uma única colheita, pesando-se os grãos e fazendo-se relação por área. 25 L3 3,00 L2 3,00 L4 3,00 L2 3,00 L4 3,00 L3 3,00 L3 L1 3,00 L3 L2 3,00 3,00 L1 3,00 L4 3,00 L1 3,00 L2 3,00 L4 3,00 1,50 6,00 1,50 L1 Lisímetro Cabeçal de controle Motobomba Poço Filtro de disco Registro Manômetro 04 curvas 02 luvas Mamona Feijão Figura 3. Esquema representativo da área experimental. Pesqueira-PE, 2007. 3.3. Estimativa da Evapotranspiração Potencial de Referência (ETo) 3.3.1. Tanque Classe A A Evapotranspiração potencial de referência (ETo) pode ser estimada pelo método do Tanque Classe “A”conforme equação: ETo = ECAxKt (7) Em que: Kt = Coeficiente de tanque: O tanque utilizado neste estudo está circundado por grama, com velocidade média dos ventos de 168km.dia-1 e umidade relativa média de 72%, por isso adotou-se valor do Kt igual a 0,75 (Figura 4). 26 Figura 4. Tanque Classe “A”. Pesqueira-PE, 2007. As leituras foram realizadas nas primeiras horas da manhã, onde o balanço diário da evaporação foi obtido por meio da equação: ECA = (Lanterior − Latual ) + P (8) Em que, ECA = Evaporação diária do Tanque Classe “A”, em mm; Lanteriot = Leitura anterior da régua instalada no tanque, em mm; Latual = Leitura atual da régua instalada no tanque, em mm; P = Precipitação, em mm. 3.3.2. Penman-Monteith: Outro método utilizado para determinação da Evapotranspiração de referência foi o modelo de Penman-Monteith, assim descrito: ETo PM = γ s 1 900 ( Rn − G ) + U 2 (e a − e d ) s +γ * λ s + γ * (T + 275) Em que, EToPM = Evapotranspiração de referência em mm.dia-1 s = Declividade da curva de pressão de vapor (9) 27 γ = Constante psicrométrica em kPa.°C-1 γ * = Constante psicrométrica modificada em kPa.°C-1 Rn = Saldo de Radiação em MJ.m-2.dia-1 G = Fluxo de calor no solo em MJ.m-2.dia-1 T = Temperatura média diária (°C); U 2 = Velocidade média do vento medida a 2m de altura em m.s-1; λ = Calor latente de evaporação da água em MJ.kg-1 ea = Pressão de vapor de saturação em kPa ed = Pressão de vapor real em kPa Os dados de superfície utilizados nesse trabalho referem-se a uma série de totais mensais de precipitação, temperatura e umidade que abrange os meses de janeiro a novembro de 2007, adquiridos ao Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), proveniente de uma estação monitorada pelo 3º DISME (Distrito de Meteorologia), localizada no município de Pesqueira, com coordenadas 8º24’S e 36º46’W e a uma altitude de 639 metros. 3.4. Balanço Hídrico Climatológico Foi utilizado o método desenvolvido por Thornthwaite (1948), onde a equação que estabelece a correlação entre os valores da evapotranspiração potencial e da temperatura média do ar, em bases mensais, é: ⎛ 10Tm ⎞ ETo = 16⎜ ⎟ ⎝ I ⎠ a (10) Em que: ETo = evapotranspiração potencial mensal em mm; Tm = temperatura média mensal do ar em Kelvin (K) I = é um índice de calor correspondente ao somatório de 12 índices mensais i, obtidos pela expressão: ⎛ Tm ⎞ I = ∑⎜ ⎟ i =1 ⎝ 5 ⎠ 12 1, 514 Sendo, a uma função cúbica de I, definida por: (11) 28 a = (0,675 I 3 − 77,1I 2 + 17,92 I + 492,39) *10 −6 (12) Para este cálculo também foram utilizados os dados provenientes do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), de uma estação monitorada pelo 3° Distrito de Meteorologia (DISME). 3.5. Avaliação da tensão da água no solo Foram, instalados 32 tensiômetros divididos em 16 estações, para o monitoramento da umidade ao longo do perfil do solo nas profundidades de 20 e 40 cm. As leituras foram realizadas diariamente com o auxílio de tensímetro de punsão (Figura 5). Para um melhor entendimento da evolução da tensão da água no solo ao longo do período estudado, convencionou-se agrupar os dados observados nas estações, de acordo com a homogeneidade da textura, além de agrupar valores médios de tensão em pentadas (cinco dias). Os grupo ficaram assim distribuídos: Grupo 1 (estações 3, 4 e 5), grupo 2 (estações 7, 8, 9 e 10) e grupo 3 (estações 15 e 16). Figura 5. Tensímetro de punsão em campo. Pesqueira-PE, 2007 3.6. Avaliação do perfil de umidade do solo Os perfis de umidade em campo foram obtidos utilizando-se a sonda de nêutrons modelo 503 DR Hydroprobe Moisture Gauge de fabricação da CPN International, inc (Figura 6). 29 Foram utilizados tubos de acesso de PVC, previamente instalados ao lado de cada estação tensiométrica, para execução de leituras nas profundidades de 20, 40, 60, 80, 100 e 120cm. (Figura 7). O tratamento realizado com aos dados tensiométricos, também foi utilizado para os dados de umidade, entretanto somente foram realizadas cinco leituras, nos dias 25/08/07; 13/09/07, 20/09/07, 21/09/07 e 31/10/07, perfazendo um total de cinco cenários, ao longo do tempo. Figura 6. Sonda de Nêutrons no momento da leitura no campo. Pesqueira-PE, 2007. Figura 7. Estação tensiométrica junto com tubo de acesso para Sonda de Nêutrons. PesqueiraPE, 2007. Na calibração da sonda de nêutrons foram realizadas 9 coletas em três locais para determinação da umidade volumétrica, próximas aos tubos de acesso, somando um total de 27 amostras de solo, onde o primeiro local se encontrava com o solo bastante seco, o seguinte 30 com o solo pouco mais umedecido e o terceiro com o solo bem umedecido, de forma a abranger uma ampla faixa de umidade. A calibração foi realizada por regressão linear simples da “Contagem Normatizada”, com a umidade determinada em laboratório. A contagem normalizada (CN) representa a razão entre o numero de contagens no solo (Csolo) e o mesmo número de contagens, obtido num mesmo intervalo de tempo, em um moderador padrão (Cbarril). Esta contagem é realizada em barril com água, de acordo com Blackburn (2002) expresso por: CN = C solo C barril 3.7. Coleta de amostras de solo para análises físicas e químicas (13) As amostras de solos foram coletadas utilizando um trado do tipo holandês e acondicionados em sacos plásticos. As referidas coletas foram realizadas antes do plantio, em 80 pontos, com malha retangular de 6m x 3m, em três profundidades de 0-20 cm, 20-40 cm e 40-60 cm, totalizando 240 amostras. Após as coletas, as amostras foram colocadas para secagem a sombra, destorroadas e passadas em peneira de 2 mm de diâmetro, para obtenção de terra fina seca ao ar (TRFA). As mesmas foram destinadas para determinação química e granulométrica. As determinações físicas foram realizadas no Laboratório de Física do Solo da UFRPE, de acordo com as metodologias propostas pala EMBRAPA (1997). A granulometria foi determinada através do método do densímetro de Boyoucos, em que se utilizou como dispersante a solução de calgon (hexametafosfato de sódio). Foram realizadas as determinações quantitativas das frações de argila (0,002mm), silte (0,002 0,05mm), areia (0,05 - 0,2mm), expressas em porcentagem. Determinou-se a densidade das partículas através do balão volumétrico de 50ml, utilizando a terra fina seca na estufa (TFSE) a 105°C e álcool etílico absoluto, responsável pela determinação do volume ocupado pelas partículas. Os resultados foram expressos em g.m -3 de volume das partículas. A densidade global foi determinada utilizando o método do tubo volumétrico, com resultado expresso em g.cm-3. A porosidade total foi calculada a partir dos valores da densidade global e densidade das partículas, expressa em percentagem, segundo a expressão (17), proposta por Vomocil (1965): 31 ⎛ ⎛ Ds ⎞ ⎞ ⎟⎟ ⎟⎟ x100 Pt = ⎜⎜1 − ⎜⎜ Dp ⎝ ⎠⎠ ⎝ (14) Em que, Pt - é a porosidade total do solo (%). Ds - é a densidade global (g/cm³). Dp - é a densidade das partículas (g/cm³). A classificação textural foi determinada de acordo com o triângulo americano de classificação textural utilizado pelo United States Departament of Agricuture, após adaptações feitas pelo Centro Nacional de Pesquisas de Solos (CNPS)-Embrapa e a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (LEMOS & SANTOS, 1996), conforme a Figura 8. Figura 8. Triângulo de classificação textural de solos (LEMOS & SANTOS, 1996). 3.8. Determinação da curva característica de retenção de umidade do solo. A determinação da curva característica de retenção de umidade do solo foi feita utilizando a câmara de pressão de Richards (RICHARDS, 1954), pertencente ao laboratório de física do solo da UFRPE. As umidades do solo, na base de massa foram obtidas para os potenciais matriciais de -10, -33, -100, -500, -750, e -1500 kPa para as profundidades de 0 a 20 cm, 20-40 cm e 40-60 cm. O cálculo de umidade do solo correspondente a cada tensão matricial, no intervalo de 32 aproximadamente de 24h na câmara de Richards foi determinada baseada no método proposto pela EMBRAPA (1997), segundo a equação: θm = psu − pss x100 pss (15) Em que: θm - umidade do solo na base de massa (g.g-1) pss - Peso do solo seco a 105ªC por 48 horas em (g). psu - Peso do solo úmido (g) Para o cálculo da umidade do solo na base de volume, pode-se escrever: θv = θm × Ds (16) com θv - umidade do solo na base de volume (cm³.cm-3) A umidade do solo em capacidade de campo foi obtida adotando uma tensão matricial igual a -l0 kPa e o ponto de murcha permanente igual a -1500 kPa. As analises foram feitas no laboratório de química e fertilidade do solo da UFRPE, baseadas nas metodologias propostas pela EMBRAPA (1997). A condutividade elétrica (CEes) foi determinada no extrato de saturação, obtido utilizando vácuo na pasta saturada. Os sais solúveis foram determinados no extrato de saturação por fotometria de chama, a partir extrato aquoso obtido por filtração a vácuo da pasta saturada, compreendendo os cátions: Sódio (Na+) e Potássio (K+). 3.9. Distribuição espacial das variáveis de crescimento da cultura e das características físico-químicas do solo Para este trabalho as variáveis de crescimento observadas foram diâmetro do caule, medido com paquímetro, e altura das plantas aferidas com régua. Ao todo foram realizadas 10 medições nos seguintes períodos 16, 32, 51, 63, 72, 81, 97, 133,168 e 200 dias após a semeadura (DAS). Foram avaliadas 160 plantas perfazendo uma malha de 3x3m. No tocante 33 aos parâmetros de textura do solo (areia, silte e argila), as amostras foram retiradas nas profundidades de 0-20, 20-40 e 40-60cm, numa malha de 6x3m perfazendo 80 pontos de coleta, totalizando 240 amostras. Para avaliar as variáveis químicas do solo: CEes (Condutividade elétrica no extrato saturado) e teor de sódio (Na), foram retiradas amostras de solos no início do plantio (30DAS) nas profundidades de 0-20 e 20-40cm e ao final do mesmo na profundidade de 0-40cm (230DAS). Foi utilizada uma malha 6x6m perfazendo 40 pontos de coleta, totalizando 120 amostras. A análise da estatística descritiva foi realizada através da avaliação de medidas de tendência central (média, mediana e moda) e dispersão (desvio padrão, variância, coeficiente de variação), bem como de aderência à distribuição Normal, segundo o teste de KolgomorovSmirnov (KREYSZIG, 1970). Para análise geoestatística, utilizou-se a ferramenta geoestatística GEO-EAS (ENGLUND & SPARKS, 1992) e GS+ (ROBERTSON, 1998). Após a obtenção dos semivariogramas experimentais, foram testados os modelos gaussiano, esférico e exponencial, verificando se os erros padronizados apresentaram média próxima a zero e desvio-padrão próximo à unidade, segundo o critério de Jack-Knifing (VAUCLIN et al., 1983). Para caracterização do grau de variabilidade, foram analisados os valores de coeficiente de variação (CV) dos atributos, conforme sugerido por Warrick & Nielsen (1980), os quais consideram baixa variabilidade quando CV < 12%; média para o intervalo 12 - 60%, e alta variabilidade quando CV > 60%. No que diz respeito ao grau de dependência espacial, utilizou-se a classificação proposta por Cambardella et al. (1994), na qual um determinado atributo pode ser considerado como exibindo forte, moderada ou fraca dependência espacial, em função da relação entre o efeito pepita e o patamar de seu semivariograma ajustado. Valores inferiores a 25% caracterizam forte dependência espacial, entre 25% e 75% moderada, enquanto que acima de 75%, fraca dependência. Para confecção dos mapas de isolinhas foi adotado o software Surfer 7.0 (SURFER, 1999). 4. 4.1. RESULTADOS E DISCUSSÃO Caracterização do solo da área de estudo 4.1.1. Análise da fertilidade O resultado da análise de fertilidade do solo estudado é mostrado na Tabela 3. A mesma foi realizada no laboratório de fertilidade do solo da Embrapa Algodão, antes do plantio. De acordo com este resultado, não houve necessidade de aplicação de fertilizantes, segundo Cavalcanti (1998). Tabela 3 Análise de fertilidade do solo da área de estudo. Pesqueira-PE, 2007. pH P K (H2O) mg/dm³ 7,1 90,6 Ca Mg Na Al S V M.O. cmolc/dm³ % g/kg 5,4 39,1 24,9 2,8 0,0 72,2 100 10,1 4.1.2. Análise textural Os atributos físicos e a granulometria média da área de estudo, determinados segundo EMBRAPA (1997), estão descritos na Tabela 4 para as profundidades de 0-20, 20-40 e 4060cm, e de acordo com os resultados obtidos a Classe textural é Franco arenoso, segundo Lemos & Santos (1996). Tabela 4 Análise da textura, densidade do solo (Ds), densidade da partícula e porosidade total do solo da área experimental. Pesqueira-PE, 2007. Profundidade (cm) Atributos Areia Argila Silte g/Kg Classe Ds Dp g/cm³ P Textural (%) 0-20 647,9 154,4 197,8 1,44 2,61 44,86 Franco arenoso 20-40 642,9 173,0 184,1 1,42 2,61 45,44 Franco arenoso 40-60 683,9 159,7 156,5 1,40 2,63 46,80 Franco arenoso 35 Na figura pode-se observar os percentuais de areia, argila e silte para as profundidades analisadas do solo da área experimental. Percebe-se um maior teor de areia na profundidade de 40 a 60 cm. Granulometria Média Profundidades (cm) 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0-20 20-40 40-60 Areia Argila Silte Figura 9. Percentuais de areia, argila e silte do solo estudado. Pesqueira-PE, 2007. 4.1.3. Curva de retenção da água no solo: Curva Característica Fazendo uso da mesma metodologia de agrupamento por homogeneidade de regiões, as figuras 10a e 10b representam as curvas de retenção da água no solo, para o grupo 1, nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm respectivamente. As figuras 11a e 11b, representam a curvas de retenção de umidade para o grupo 2, nas profundidades de 0-20 e 20-40cm e as figuras 12a e 12b representam o grupo 3. Estas curvas relacionam o potencial matricial com a umidade volumétrica (cm3.cm-3), ajustados pelo modelo de van Genuchten (1980). Todos os valores referentes aos parâmetros α, m e n estão nos gráficos de curva. 36 Umidade volumétrica (cm3 cm-3) Grupo 1: 0-20cm Tensão (cm) A Umidade volumétrica (cm3 cm-3) Grupo 1: 20-40cm Tensão (cm) B Figura 10. Curva Característica de Retenção de umidade do solo. Grupo 1: A. na profundidade 0-20 cm. B. na profundidade 20-40 cm. Ajustada por van Genuchten (1980). 37 Umidade volumétrica (cm3 cm-3) Grupo 2: 0-20cm Tensão (cm) A Umidade volumétrica (cm3 cm-3) Grupo 2: 20-40cm Tensão (cm) B Figura 11. Curva Característica de Retenção de umidade do solo. Grupo 2: A. na profundidade 0-20 cm. B. na profundidade 20-40 cm. Ajustada por van Genuchten (1980). 38 Umidade volumétrica (cm3 cm-3) Grupo 3: 0-20cm Tensão (cm) A Umidade volumétrica (cm3 cm-3) Grupo 3: 20-40cm Tensão (cm) B Figura 12. Curva Característica de Retenção de umidade do solo. Grupo 3: E. na profundidade 0-20 cm. F. na profundidade 20-40 cm. Ajustada por van Genuchten (1980). 39 4.1.4. Análise da tensiometria As Figuras 13, 14a e 14b apresentam potenciais matriciais juntamente com precipitação ocorrida ao longo do ciclo da cultura. Apesar do cultivo ter sido manejado em regime de sequeiro, não se observou potenciais que pudessem limitar a disponibilidade de água para as plantas. Devido a problemas operacionais, não foi possível avaliar o comportamento da tensiometria no período de 01 a 20 de junho de 2007. No grupo1, composto pelas estações 3, 4 e 5, o potencial matricial manteve-se em níveis baixos durantes a estação chuvosa, aumentando a medida que começou a estação seca, a partir do dia 10 de setembro, para as duas profundidades, para profundidade de 0-20cm o potencial médio foi de -17,253 kPa e de 33,258 kPa para a profundidade de 20-40 m (Figura 13). No grupo 2, composto pelas estações 7, 8, 9 e 10 também apresentou comportamento semelhante, sendo que o aumento do potencial deu-se um pouco mais precoce que o grupo 1. O potencial médio foi de -28,797 kPa e de -43,75 kPa, para as profundidades de 0-20cm e de 20-40cm respectivamente ( Figura 14a). O grupo 3, formado pelas estações 15 16, foi o que apresentou maior oscilação durante o período observado, isto pode sido em decorrência deste grupo se encontrar na margem direita da área, a qual possui teores de silte e argila maiores que nas áreas dos grupos 1 e 2. Neste grupo o potencial matricial médio na profundidade de 0-20cm foi -26,623 kPa e de 41,901 kPa a 20-40cm (Figura 14b). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 Precipitação Dias 0-20cm Precipitação (mm) Potencial matricial (kPa) 10 -1 5/ 0 25 5 -3 0/ 0 10 5 -1 5/ 0 25 6 -3 0/ 0 10 6 -1 5/ 0 25 7 -3 0/ 0 10 7 -1 5/ 0 25 8 -3 0/ 10 08 -1 5/ 0 25 9 -3 0/ 0 10 9 -1 5/ 1 25 0 -3 0/ 1 10 0 -1 5/ 1 25 1 -3 0/ 1 10 1 -1 5/ 1 25 2 -3 0/ 12 Grupo 1 20-40cm Figura 13. Potencial matricial (kPa) ao logo do ciclo da cultura na região no grupo 1. Pesqueira-PE, 2007 40 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Milímetros (mm) Potencial matricial (kPa) 10 -1 5/ 0 25 5 -3 0/ 0 10 5 -1 5/ 0 25 6 -3 0/ 0 10 6 -1 5/ 0 25 7 -3 0/ 0 10 7 -1 5/ 0 25 8 -3 0/ 0 10 8 -1 5/ 0 25 9 -3 0/ 0 10 9 -1 5/ 1 25 0 -3 0/ 1 10 0 -1 5/ 1 25 1 -3 0/ 1 10 1 -1 5/ 1 25 2 -3 0/ 12 Grupo 2 Dias Precipitação 0-20cm 20-40cm A Grupo 3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 Precipitação (mm) Potencial matricial (Kpa) 05 05 06 06 07 07 08 08 09 09 10 10 11 11 12 12 5/ 30/ 15/ 30/ 15/ 30/ 15/ 30/ 15/ 30/ 15/ 30/ 15/ 30/ 15/ 30/ 1 10 25 10 25 10 25 10 25 10 25 10 25 10 25 10 25 Dias Precipitação 0-20cm 20-40cm B Figura 14. Potencial matricial (kPa) ao logo do ciclo da cultura na região. A. grupo 2. B. grupo 3. Pesqueira-PE, 2007 4.1.5. Avaliação da umidade do solo com sonda de nêutrons A reta da calibração neutrônica para o solo estudado, obtida pela plotagem dos valores de umidade volumétrica em função da contagem normatizada de neutrons atenuados (CN). A função de tranformação da CN em umidade volumétrica apresentou coeficiente R2 da regressão linear simples superior a 91%, o que é considerado alto (Figura 15) 41 3 -3 Umidadade (cm cm ) Curva de Calibração da Sonda de Neutrons 0,27 0,24 0,20 0,17 0,14 0,10 0,07 0,03 0,00 y = 0,6628x - 0,0302 0,10 2 R = 0,9136 0,15 0,20 CN 0,25 0,30 0,35 Figura 15. Curva de calibração neutrônica para o solo estudado. Pesqueira-PE, 2007. Nas figuras 16a, 16b e 16c estão dispostas a variação da umidade do solo em cm³.cm-3 para os cinco cenários mencionados anteriormente. Pode-se observar que na maioria dos cenários estudados a umidade era sempre maior nas camadas mais superficiais (0-20 e 2040cm) diminuindo a medida que se distancia da superfície e nas camadas mais profundas a umidade volta a aumentar. 42 - Umidade (cm³.cm³) Grupo 1 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 20 40 60 80 100 120 Profundidade (cm) 31/out 21/set 20/set 13/set 25/ago A - Umidade (cm³.cm³) Grupo 2 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 20 40 60 80 100 120 Profundidade (cm) 31/out 21/set 20/set 13/set 25/ago B - Umidade (cm³.cm³) Grupo 3 0,15 0,1 0,05 0 20 40 60 80 100 120 Profundidade (cm) 31/out 21/set 20/set 13/set 25/ago C Figura 16. Umidade do solo estimada pela sonda de nêutrons. A. grupo 1. B. grupo 2. C. grupo 3. Pesqueira-PE, 2007 43 Este episódio pode ser explicado pela presença do lençol subterrâneo. Na figura 17 pode se observar a variação do nível do lençol d’água subterrâneo ao longo do tempo, na área experimental. Observa-se que durante o ciclo da cultura de março a setembro, o mesmo se encontra menos profundo em relação à superfície. Isto pode explicar um aumento da umidade do solo nas camadas mais profundas principalmente a partir de 80cm, causado por uma de z/ 07 ou t/0 7 no v/ 07 ag o/ 07 se t/0 7 ju l/0 7 m ai /0 7 ju n/ 07 m ar /0 7 ab r/0 7 fe v/ 07 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 0 20 40 60 80 2,50 3,00 100 3,50 4,00 120 4,50 160 Precipitação (mm) Nível do lençol (m) ja n/ 07 possível ascensão capilar devido a elevação do lençol logo após o período chuvoso. 140 Precipitação Nível do lençol Figura 17. Variação do nível do lençol d’água subterrâneo ao longo do tempo. Pesqueira-PE, 2007. 4.2. Análise da cultura 4.2.1. Variáveis de crescimento: Altura de plantas, diâmetro caulinar e estimativa da área foliar Nas Figuras 18a e 18b pode-se observar a evolução das variáveis de crescimento, altura de plantas e diâmetro caulinar, ao longo do ciclo da cultura. Ambos ajustaram-se ao modelo polinomial com coeficiente de determinação (R²) de 0,959; 0,987, respectivamente. Benincasa (2003), por sua vez salienta que a utilização de regressão, como a equação polinomial, para representar a progressão do crescimento ao longo do ciclo permite avaliar, de forma precisa, variações no padrão de crescimento de plantas. Pode-se observar que existe um crescimento contínuo, isto é, mais acelerado até os 133 DAS, logo depois diminuindo após esse período, o que pode ser explicado pela transferência dos fotossimilados usados no crescimento para os órgãos reprodutivos (BELTRÃO et al, 2000). 44 Na Figura 18c pode-se observar a evolução da área foliar ao longo do ciclo da cultura. Percebe-se que o maior pico deu-se aos 99 DAS, com área média de 4,42 m² por planta, decaindo no final do ciclo. Esta variável também se ajustou a um modelo polinomial com Altura de planta (cm) coeficiente de determinação (R²) de 0,983. 360 310 260 210 160 110 60 10 2 y = -0,009x + 3,9531x - 86,577 2 R = 0,9597 37 67 97 127 157 187 217 Dias Após a Semeadura (DAS) A Diâmetro caulinar (mm) 80 70 60 50 40 30 2 y = -0,0024x + 0,8995x - 18,881 2 20 R = 0,9867 10 37 67 97 127 157 187 217 Dias Após a Semeadura (DAS) Á rea fo liar p o r p lan ta (m ²) 6 B 2 y = -0,0003x + 0,0732x - 0,1014 5 2 R = 0,9838 4 3 2 1 23 53 83 113 143 Dias após a semeadura (DAS) 173 203 C Figura 18. A. Crescimento médio das plantas ao longo do ciclo da cultura. B. Evolução do diâmetro caulinar ao longo do ciclo da cultura. C. Estimativa de área foliar ao longo do ciclo da cultura. Pesqueira-PE, 2007 45 Vale salientar que em biossistemas a variabilidade é uma constante, sendo difícil chegarse próximo da realidade, pois se trabalha com indivíduos distintos em cada período de tempo (SILVA et al, 2000). Cardoso et al. (2006) ressaltam que as folhas possuem alta variabilidade nos estádios iniciais de crescimento, devido a diferentes tipos, cujo tamanho tornam-se mais semelhantes nos estádios avançados de crescimento. Nas Figuras 19a até 19e pode-se observar o crescimento da cultura, verificando a área foliar, ao longo do ciclo. A B C D E Figura 19. Plantio da mamona. A. 23 DAS. B. 72. DAS. C. 79 DAS. D. 164 DAS. E. 200 DAS. Pesqueira-PE, 2007 46 4.2.2. Produtividade A possibilidade de estimar o peso das sementes a partir do peso dos cachos ou dos frutos simplifica muito esse processo e economiza tempo e recursos para pagamento de mão-de-obra para descascamento. Diante dessa possibilidade, o peso de sementes obtido na área experimental e conseqüentemente a produtividade, foram estimados multiplicando-se o peso total de bagas colhidas pelo fator (F) igual a 0,6, recomendado segundo Severino (2005). Já para o feijão foi realizado apenas um plantio, perfazendo uma só colheita (Tabela 5). Tabela 5 Produção e produtividade de feijão e de mamona em bagas e grãos na área experimental. Pesqueira-PE, 2007. Colheitas Produção de bagas kg 28/08/2007 185,0 11/09/2007 186,0 25/09/2007 186,5 01/10/2007 186,5 Mamona total 700,0 Feijão total Área Produtividade de bagas ha kg/ha 0,144 1284,72 0,144 1291,67 0,144 989,58 0,144 1295,14 0,144 4861,11 F Produtividade de grãos kg/ha 0,6 770,83 0,6 775,00 0,6 593,75 0,6 777,08 0,6 2916,67 173,61 Na Figura 20, é mostrada a produção de bagas em quilogramas (kg), observada nas quatro colheitas realizadas, bem como o total, ao longo das linhas de cultivo. Fica evidente que a porção central, representada principalmente pelas linhas 8 e 9, apresenta maior produção, o que pode ser explicado pela heterogeneidade do solo, que nesta região apresenta maior teor de argila, em relação as outras da área experimental. 47 70 Produção (Kg) 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Linhas de Cultivo 28/8 11/9 25/9 10/10 Total Figura 20. Produção parcial e total de mamona ao longo das linhas de cultivo. Pesqueira-PE, 2007. 4.3. Análise dos parâmetros climatológicos 4.3.1. Precipitação Neste trabalho utilizou-se o pluviômetro alocado na propriedade do agricultor, como forma de promover e incentivar maior interação deste com os equipamentos e medição climatológica, bem como ressaltar a importância da utilização destes dados, no manejo da irrigação (Figura 21). Figura 21. Pluviômetro localizado na propriedade do agricultor. Pesqueira-PE, 2007. 48 Observa-se na Figura 22, a distribuição da chuva ao longo do ano, notando-se que os maiores picos se deram nos meses de fevereiro e março, apresentando uma melhor distribuição a partir do mês de maio, encerrando-se no mês de setembro. 150 Precipitação total (mm) 125 100 75 50 25 0 jan/07 fev/07 mar/07 abr/07 mai/07 jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 Figura 22. Distribuição da precipitação ao longo do ano na área experimental 4.3.2. Evapotranspiração de referência (ETo) e Evapotranspiração de cultura (ETc) Convencionou-se que evaporação (EV), corresponde à evaporação da água medida com a utilização do Tanque Classe “A”, a evapotranspiração de referência (ETo) foi estimada usando o tanque classe “A” e pelos modelos matemáticos de Penman-Monteith e Thornthwaite. Na Tabela 6 se encontram os valores de evapotranspiração acumulada mensal e a média diária, para o ano de 2007. Verifica-se valores de 6,51, 4,01 e 3,19 mm/dia, para os métodos de Penman-Monteith, Tanque Classe “A” e Thornthwaite respectivamente. Houve subestimativas por parte do Tanque Classe “A” e do modelo de Thornthwaite em relação ao modelo de Penman-Monteith, usado como padrão neste trabalho, na ordem de 38,43 e 50,96% respectivamente. Santos (2004), trabalhando com lísimetro de pesagem hidráulica na mesma fazenda encontrou valor sobrestimado de ETo do Tanque Classe “A” na ordem de 20,92% em relação ao modelo de Penman-Monteith, já o modelo de Thornthwaite subestimou a ETo em 17,98%. Oliveira (2006), também trabalhando com lísimetro de pesagem hidráulica, só que no município de Vitória de Santo Antão-PE, região de transição entre a Zona da Mata e Agreste, encontrou sobrestimativa entre os valores do Tanque Classe “A” e Penman-Monteith na ordem de 39,22%. Este variação pode ser explicada devido ao número de observações que foram de 39 para Santos (2004) e de 115 para Oliveira (2006) respectivamente. 49 Tabela 6 Valores de evapotranspiração acumulada mensal e a média diária, e desvio percentual tomando-se Penman-Monteith como padrão, para o ano de 2007. Pesqueira-PE, 2007 Meses jan-07 fev-07 mar-07 abr-07 mai-07 jun-07 jul-07 ago-07 set-07 out-07 nov-07 dez-07 Total Média diária Desvio (%) Eto (mm) - Modelos Penman-Monteith Tanque Classe "A" Thornthwaite 239,18 170,40 124,20 197,79 142,73 109,40 217,87 103,83 101,10 194,61 107,25 100,60 155,36 102,90 94,10 132,31 64,73 73,00 153,20 80,48 80,48 165,78 106,58 77,80 195,39 104,96 76,80 250,11 140,78 101,20 238,41 169,58 110,70 236,83 169,28 116,30 2376,85 1463,46 1165,68 6,51 4,01 3,19 0,00 -38,43 -50,96 Para se estimar a evapotranspiração da cultura (ETc) da mamona utilizou-se os valores dos Kc’s estabelecidos por Doorenbos & Pruitt (1977), já mostrados na tabela 3, multiplicados pelos valores de ETo obtidos pelo Tanque Classe “A”. Este último foi escolhido por ser mais acessível e de melhor entendimento para o agricultor. Na Figura 23 é mostrado a distribuição da EV, ETo, ETc e precipitação na primeira fase da cultura, definida como Fase Inicial, a qual iniciou em 20/03/2007 e terminou no dia 14/04/2007, perfazendo um total de 25 dias, onde o Kc utilizado foi de 0,35. Houve apenas um evento chuvoso de 5 mm, com ETc acumulada de 35,2mm e média de 1,47 mm/dia. Bezerra (2004), encontrou valor médio da ETc de 1,14 mm/dia, para cultivar Íris nesta fase, utilizando um Kc médio de 0,32, utilizando lisímetros de drenagem e de lençol freático constante, em Santo Antônio do Leverger-MT. 50 Fase Inicial 10 Milímetros (mm) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 07 07 07 07 07 07 /3/ /3/ /3/ /3/ /3/ /3/ 20 22 24 26 28 30 /0 7 1/4 Precipitação /0 7 3/4 Período Ev /0 7 5/4 /0 7 7/4 07 07 /0 7 /4/ /4/ 9/4 11 13 ETo Tq"A" ETc Figura 23. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase inicial da cultura. Pesqueira-PE, 2007. A segunda fase começou a partir do dia 15 de abril e perdurou até 25 de maio, correspondendo ao desenvolvimento da cultura. Pode-se observar que houve vários eventos chuvosos, gerando um total acumulado de 137 mm. Durante esta fase a ETc acumulada foi de 103,11mm e média de 2,58 mm/dia (Figura 24). Bezerra (2004), trabalhando com cultivar Íris encontrou Kc médio de 0,72, com ETc médio de 2,18 mm/dia, utilizando lisímetros de drenagem e de lençol constante, em Santo Antônio do Leverger-MT. Milímetros (mm) 12 30 27 24 21 18 15 12 9 6 3 0 10,5 9 7,5 6 4,5 3 1,5 0 Milímetros (mm) Fase de Desenvolvimento 07 07 07 07 07 07 07 07 07 07 07 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 /5/ /5/ /5/ /5 / /4 / /4 / /4 / /5 / /4 / /5 / /5 / 5 7 5 3 1 9 7 3 1 5 9 1 2 2 2 2 1 1 1 Período Precipitação Ev ETo Tq"A" ETc Figura 24. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase de desenvolvimento da cultura. Pesqueira-PE, 2007. A fase intermediária é a fase mais crítica, uma vez que é mais longa e quando se processa o desenvolvimento reprodutivo. Durante este período a ETc acumulada foi de 169,39 51 mm, com ETc média de 2,61 mm/dia (Figura 25). Já Bezerra (2004), para esta mesma fase, encontrou Kc 1,69 com ETc média de 4,04 mm/dia. 6 32 28 24 20 16 12 8 4 0 Milímetros (mm) 5 4 3 2 1 0 5 26/ / 07 2/ 6 / 07 9/ 6 / 07 Milímetros (mm) Fase Intermediária 7 7 7 7 7 7 7 7/ 0 7/ 0 7/ 0 6/0 6/ 0 6/ 0 7/0 / / / / / / / 8 1 4 6 0 3 7 2 2 1 1 2 3 Período Precipitação Ev ETo Tq"A" ETc Figura 25. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase intermediária da cultura. Pesqueira-PE, 2007. Para a fase final, período em que ocorre a maturação e enchimento dos grãos, compreendido entre 01/08/2007 e 19/09/2007, obteve-se um ETc acumulada de 75,69 mm, com ETc média de 1,51 mm/dia, diferindo um pouco de Bezerra (2004) que encontrou ETc média de 1,06 para um Kc de 0,51 (Figura 26) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20 16 12 8 4 Milímetros (mm) Milímetros (mm) Fase Final 0 7 07 07 07 07 /0 7 /8/0 7 /8/0 7 /8/ 0 /8/ /8/ /8/ /8/ 1/8 5 9 13 17 21 25 29 7 07 07 /0 7 /9/0 7 /9/ 0 /9/ /9/ 2/9 6 10 14 18 Período Precipitação Ev Eto Tq"A" Etc Figura 26. Precipitação, evaporação, evapotranspiração de referência e evapotranspiração da cultura ao longo do tempo na fase final de desenvolvimento da cultura. Pesqueira-PE, 2007. 52 Observando todo o período de cultivo e as fases de desenvolvimento da cultura e seus respectivos Kc’s pode-se observar que o consumo hídrico da cultura, representado pela ETc, foi menor que a precipitação acumulada ocorrida neste mesmo período, 383,39 e 456 mm respectivamente, além de que a maior parte da precipitação ocorreu nos meses de maio a julho, período em que a cultura se encontrava em maior desenvolvimento vegetativo e reprodutivo, o que justifica essa alta produtividade para um cultivo de sequeiro (Tabelas 7) Tabela 7 Coeficiente de cultura (Kc), precipitação (P), evaporação (EV), evapotranspiração de referência (ETo) e evapotranspiração da cultura (ETc) médios e acumulados, durante os fases da cultura. Pesqueira-PE, 2007. Fases da Cultura Kc's Período Duração Início Final Dias P Ev Eto Etc Acumulado (mm) Ev Eto ETc Médio (mm/dia) Inicial 0,35 20/3/07 14/4/07 25 15 134,1 100,58 35,20 5,36 4,02 1,41 Crescimento 0,75 15/4/07 25/5/07 40 137 183,3 137,48 103,11 4,58 3,44 2,58 Intermediária 1,05 26/5/07 31/7/07 65 222 215,1 161,33 169,39 3,31 2,48 2,61 Final 0,5 1/8/07 19/9/07 50 82 201,85 151,39 75,69 4,04 3,03 1,51 456 734,35 550,76 383,39 Total 4.3.3. Balanço Hídrico Na Figura 27a é apresenta os valores mensais de precipitação e evapotranspiração, estimado com base nas leituras diárias e nas estimativas de evapotranspiração, com base nos métodos de Penman-Monteith, Tanque Classe “A” e Thornthwaite. Nota-se uma similaridade entre as estimativas a partir destes dois últimos métodos, assim como uma superestimativa de evapotranspiração calculados com o Penman-Monteith, em relação ao tanque e a Thorntwaite. De modo a verificar a influência destas estimativas durante o ciclo da cultura, considera-se os valores acumulados, e apresentados na Figura 27b. Nota-se um equilíbrio entre a evapotranspiração acumulada medida pelo Tanque Classe “A” e a precipitação pluviométrica, indicando ter havido uma reposição das necessidades hídricas da cultura da mamona. Caso se escolha o método de Penman-Monteith, então nota-se ocorrência de déficit hídrico. 53 Evapotranspiração e Precipitação Mensais Milímetros (mm) 250 200 150 100 50 0 jan/07 fev/07 mar/07 abr/07 mai/07 jun/07 jul/07 ago/07 set/07 out/07 nov/07 dez/07 Penman-Monteith Tanque Classe "A" Thornthwaite Precipitação A Milímetros (mm) Evapotranspiração e Precipitação Acumulados 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 14/03/2007 23/04/2007 P(acum) 02/06/2007 Eto Tq"A"(acum) 12/07/2007 ETc (acum) 21/08/2007 30/09/2007 Eto PM (acum) B Figura 27. Precipitação, ETo Tanque Classe “A” e ETo Penman-Monteith: A. mensal. B. acumulado ao longo do ciclo da cultura. Pesqueira-PE, 2007 4.4. Análise da variabilidade espacial de atributos edáficos e de crescimento da cultura As seções seguintes apresentam uma análise da distribuição espacial de características físicas, na área de cultivo, bem como de fatores químicos que por ventura possam influenciar a produtividade, em escala local. Cabe salientar que o manejo em escala local constitui a base da agricultura de precisão, e que pode constituir alternativa para incremento da produção na área. 54 4.4.1. Granulometria Os atributos físicos correspondentes às amostras, coletadas nos 80 pontos na área de cultivo de mamona nas profundidades de 0-20cm, 20-40cm e 40-60cm, foram analisados por meio da Estatística Descritiva sendo apresentados na tabela 8. Tabela 8 Estatística clássica dos teores de areia silte e argila. Pesqueira-PE, 2007. Atributo Areia Argila Silte X (%) 64,8 15,4 19,8 S 7,8 3,5 5,5 CV 0,12 0,23 0,28 Areia Argila Silte 64,3 8,3 0,13 17,3 3,8 0,22 18,4 5,4 0,29 Areia Argila Silte 68,4 9,1 0,13 16 4,1 0,26 15,6 5,6 0,36 Profundidade 0-20cm Var Curt Q1 Mín Med 60,6 -0,87 58,5 48,8 64,8 12,1 -1,1 12,2 9,2 15,7 29,9 -0,2 16 5,5 20 Profundidade 20-40cm 68,4 -0,6 57,5 46,8 64,3 14,3 -0,5 14,2 10,2 17,2 28,9 0 15 4 18 Profundidade 40-60cm 85,6 0,512 3,76 43,8 68,8 17,1 0,2 13,2 7,74 13,2 31,7 0,29 12,5 3 12,5 Máx 81,3 22,7 30 Q3 EMáx K-S 71,8 0,1 0,15 18,2 0,08 0,15 23,3 0,07 0,15 Dist N N N 85,8 70,8 0,09 0,15 26,2 19,7 0,09 0,15 33 22,1 0,07 0,15 N N N 89,3 72,8 0,08 0,15 27,2 18,5 0,1 0,15 31,5 19 0,08 0,15 N N N X(%)= Teor médio, S=Desvio padrão, CV=Coeficiente de variação,Var=Variância, Curt=Curtose, Q1=1°quartil, Mín=Mínimo, Med=mediana, Máx=máximo, Q3=3°quartil, EMáx=Erro Máximo, K-S=Teste de Normalidade de Kolgomorov-Smirnov, Dist=Distribuição, N=Distribuição Normal. Com o auxílio do triângulo de representação da textura descrito por Lemos & Santos (1996) e de acordo com os valores texturais médios observados, o solo em questão foi classificado como textura franco-arenosa. Os coeficientes de variação (CVs) apresentaram valores de média variabilidade, conforme critério definido por Warrick e Nielsen (1980). a mesma classificação foi encontrado por Vieira et al. (2007) para as frações areia, silte e argila, para solos franco-argilo-arenosos cultivados com pastagem de capim braquiária e grama batatais. Outrossim, Lima et al. (2006) encontraram, valores de média variabilidade para as frações argila e silte e baixa para fração areia em solos franco-arenosos cultivados com mamão. Por outro lado, Souza et al. (2004) encontraram valores referentes à granulometria indicando variabilidade baixa para argila, média para silte e areia respectivamente, em Latossolos cultivados com cana-de-açúcar. Como salientado por Warrick & Nielsen (1980) e Webster (1985), em se tratando de dados naturais, o ajuste a uma distribuição teórica é apenas aproximado. De acordo com Cressie (1991), a normalidade dos dados não é uma exigência da geoestatística, sendo 55 conveniente apenas que a distribuição não apresente caudas muito alongadas, o que pode comprometer os resultados. Assim, a partir dos resultados da análise exploratória dos dados, é possível admitir que essas variáveis apresentam distribuições suficientemente simétricas para o estudo geoestatístico. Os resultados do teste de Kolmogorov-Smirnov (KS), ao nível de 5% de probabilidade, aplicado neste trabalho, corroboram que a distribuição dos dados segue a curva normal para todas as variáveis. Outros pesquisadores encontraram distribuição normal para características físicas do solo (MONTENEGRO& MONTENEGRO, 2006; SOUZA et al.; 2004; VIEIRA, 1997). Na Tabela 9 está mostrado os parâmetros dos semivariogramas ajustados, indicando o grau de variabilidade espacial das propriedades físicas. Na profundidade 0-20 cm, os dados dos atributos areia e silte ajustaram-se ao modelo esférico com R² de 0,98 e 0,94 com grau de dependência espacial (GDE) de 0,98 e 0,85 respectivamente. Já o atributo argila ajustou-se ao modelo exponencial, com R² de 0,93 e GDE de 0,77, o que segundo Cambardella et al (2004), pode-se considerar como baixa dependência espacial. Já nas profundidades de 20-40 e 40-60 cm, todas os atributos foram ajustados ao modelo esférico, com R² muito abaixo em relação a camada superficial, mesmo assim apresentando baixa dependência especial. Tabela 9 Parâmetros do semivariogramas dos teores de areia, silte e argila, nas três profundidades. Pesqueira-PE, 2007. Atributos Areia Argila Silte Areia Argila Silte Areia Argila Silte Parâmetros do Semivariograma Modelo Co Co + C Range R² Profundidade 0-20cm Esférico 2,1 70,47 20,92 0,98 Exponencial 3,33 14,75 11,82 0,93 Esférico 5,2 34,27 23,04 0,94 Profundidade 20-40cm Esférico 10,3 67,25 5,69 0,36 Esférico 2,08 13,77 5,07 0,18 Esférico 5,76 28,98 4,79 0,3 Profundidade 40-60cm Esférico 3,6 88,63 6,76 0,61 Esférico 0,01 18,15 7,11 0,73 Esférico 5,92 33,59 6,3 0,51 VC GDE Média DesvPad. 0,98 0 0,77 -0,02 0,85 0,01 1,2 0,76 1,12 0,85 -0,01 0,85 0,02 0,8 -0,01 0,93 0,96 0,87 0,96 0,03 1,00 -0,03 0,82 -0,02 1,08 1,15 0,69 Co=Efeito pepita, Co+C=Patamar, Ao=Alcance, R2=Coefciente de Determinação; GDE=Grau de Dependência Espacial; VC=Validação Cruzada; DesvPad=Desvio Padrão. O modelo que se ajustou com maior freqüência aos dados granulométricos foi o esférico, juntamente com o exponencial. Bertolani et al. (2000) afirmam que são esses os modelos que mais se ajustam aos dados de atributos físicos do solo. Nos trabalhos de 56 variabilidade espacial de características do solo é comum encontrar ajuste dos semivariogramas a estes dois modelos (SOUZA et al., 2004; VIEIRA et al. 2002; SILVA, 2001; QUEIROZ et al., 1999). Os valores do patamar, atingido quando a variância da diferença entre os pares de dados se torna constante com a distância entre eles, apresentaram grande variabilidade entre os atributos, seguindo em ordem crescente de valores argila, silte e areia. O mesmo acontece com em relação aos alcances, que na camada superficial (0-20cm), foi mais acentuado; o silte apresentou maior valor 23,04m, seguido da areia e da argila 20,92 e 11,82m, respectivamente. Este parâmetro indica a distância até onde os pontos amostrais estão correlacionados entre si, ou seja, os pontos localizados em uma área cujo raio seja o alcance, são mais semelhantes entre si, do que os separados por distâncias maiores (LIMA et al., 2006). Na profundidade de 20-40cm os alcances foram menores em relação à profundidade de 0-20cm, com máximo de 5,69m para o atributo areia e mínimo de 4,79m para atributo silte, esta característica também foi observada na profundidade de 40-60cm, onde o maior alcance foi 7,11m para argila e 6,3 para silte, indicando maior descontinuidade na distribuição espacial das propriedades do solo na camada mais profunda (SOUZA et al, 2004). Isso está de acordo com um importante conceito em gênese do solo, que o maior tempo relativo de exposição dos horizontes superficiais condiciona sua maior taxa de intemperismo (BUOL et al., 1997). Esse fato pode ter contribuído para aumentar o alcance da dependência espacial, caracterizando maior continuidade na distribuição das variáveis na camada mais superficial da área estudada, concordando com estudo de Souza (2001) e Araújo (2002), trabalhando com malhas regulares espaçadas em 50 m. Em outras palavras, a camada superficial apresenta maior suavização em sua variabilidade. Apesar de alguns atributos apresentarem R² baixos, os semivariogramas ajustados foram validados através da metodologia de Jack-knifing (VAUCLIN et al., 1983), produzindo resíduos com médias entre -0,03 e 0.03 e desvios-padrão entre 0,69 e 1,2. Queiroz et al. (1999), relatam que a principal finalidade da modelagem da estrutura da dependência espacial, através do semivariograma, é possibilitar a estimativa por interpolação dos valores da variável, para locais não amostrados e criar mapas de isovalores com maior precisão. As figuras 28a e 28b, 29a até 29d, e 30a até 30c, ilustram o resultado da identificação dos atributos do solo (areia, argila e silte), mediante krigagem, com os respectivos semivariogramas experimentais. Os mapas com os isovalores dos teores de areia, nas profundidades de 0-20 e 2040cm, apresentam regiões com maiores valores, acima de 60%, na parte superior esquerda 57 (X:734145-734170 e Y:9070905-9070930) e diminuindo um pouco da região central para a região direita, em que pode-se observar um incremento nos teores de argila e de silte, em torno de 20%, em pontos da região superior esquerda (X:734180 e Y:9070925) e da região inferior central (X:734170 e Y:9070910:). Na profundidade de 40-60 cm observa-se que os maiores teores de areia, acima de 60%, ocupam quase que toda área, restando regiões isoladas na parte central inferior que apresentam teores de argila pouco acima de 20% (X:734170 e Y:9070910). Contudo os teores de argila e silte não são suficientes para causar variação de classes texturais nas camadas do solo. É importante observar o comportamento do grau de dependência espacial, que reflete tanto a variabilidade na microescala (menor que distância mínima de separação entre os pontos) e as incertezas do método de determinação em laboratório. Verificam-se altos valores de GDE para as camadas 0-20 cm e 40-60 cm, com reduções para a 20-40 cm possivelmente devido à influência de tratos culturais na camada superior, combinado com a ausência de fatores naturais de suavização, tais como chuvas e escoamentos superficiais. A B Figura 28. Semivariograma e mapa de isolinhas para os atributos: A. areia na camada de 020cm. B. argila na camada de 0-20cm. Pesqueira-PE, 2007 58 A B C D Figura 29. Semivariograma e mapa de isolinhas para os atributos: A. silte na camada de 020cm. B. areia na camada de 20-40cm. C. argila na camada de 20-40cm. D. silte na camada de 20-40cm. Pesqueira-PE, 2007 59 A B C Figura 30. Semivariograma e mapa de isolinhas para os atributos: A. areia na camada de 4060cm. B. argila na camada de 40-60cm. C. areia na camada de 40-60cm. Pesqueira-PE, 2007 4.4.2. Condutividade elétrica e teor de sódio do extrato de saturação do solo (Na) A condutividade elétrica média do extrato de saturação (CEes) inicial, antes do período chuvoso, foi igual 1,48 dS.m-1 para a profundidade de 0-20cm e de 0,65 dS.m-1 para a profundidade de 20-40cm. Já a CEes do final da estação chuvosa está representada pela profundidade de 0-40cm, cujo valor médio foi de 0,96 dS.m-1. O período de início e final da estação chuvosa corresponde também ao início e final do ciclo da cultura. (Tabela 10) Com base nos dados de CEes médios, os quais indicam o nível de sais, pode-se afirmar que nas amostras de solo coletadas não ocorrem problemas devido à presença de sais, ou seja, 60 os solos nas áreas amostradas são classificados como não salinos apresentaram valores de CEes entre 0–4 dS m-1, segundo Pizarro (1985), citado por Chaves et al., (2005). De acordo com o teste de Kolgomorov-Smirnov, a 5% de probabilidade, as amostras seguem um distribuição normal. Tabela 10 Estatística clássica da condutividade elétrica média do extrato de saturação (CEes) em dS.m-1 no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 20-40cm e no final da estação chuvosa na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007. Atributo X (dS/m) S CV Var Curt Q1 Mín Med Máx Q3 EMáx K-S Dist CEes 0-20 1,48 0,53 0,36 0,28 4,01 1,22 0,59 1,37 3,32 1,59 0,16 0,22 N CEes 20-40 0,65 0,22 0,34 0,05 1,70 0,51 0,35 0,60 1,30 0,70 0,18 0,22 N CEes 0-40 0,96 0,35 0,36 0,12 7,15 0,73 0,30 0,90 2,41 1,14 0,11 0,22 N X=Média, S=Desvio padrão, CV=Coeficiente de variação, Var=Variância, Curt=Curtose, Q1=1°quartil, Mín=Mínimo, Med=mediana, Máx=máximo, Q3=3°quartil, EMáx=Erro Máximo, K-S=Teste de Normalidade de Kolgomorov-Smirnov, Dist=Distribuição, N=Distribuição Normal. Seguindo a classificação de Warrick & Nielsen (1980) verifica-se que CEes referentes às profundidades 0-20; 20-40 e 0-40cm apresentam média variabilidade, com CV entre 34 a 36%. Entretanto pode-se observar alguns pontos com valores quase duas vezes acima da média em todas as profundidades estudadas, atribuindo assim caráter heterogêneo ao solo da área, o que é próprio de solos aluvionais. Esta heterogeneidade pode ser atribuída aos processos de formação inerentes a esses solos, que ocorre pela acumulação e distribuição desuniformes de sucessivos depósitos de materiais oriundos de outros lugares, proporcionados pela posição topográfica que ocupam, além do manejo a que são submetidos, entre outros (SOUZA et al., 2000). Na Tabela 11 se encontram os parâmetros do semivariogramas experimentais das variáveis analisadas e os modelos ajustados para os casos que apresentaram estrutura de dependência espacial. Na análise de semivariogramas, o modelo esférico foi o que melhor se ajustou aos dados, segundo critério de Jack-Knifing (VAUCLIN et al., 1983), com média entre -0,23 e 0,04 e desvio padrão variando entre 0,89 e 1,15. Observa-se também, baixa dependência espacial para todas as profundidades e períodos, segundo critério de Cambardella et al. (1994). O alcance (Ao) que estabelece o limite de dependência espacial entre as amostras, variou de 7,9 a 12,98m. Souza (2006), trabalhando com solos aluviais em um outro lote irrigado, da Fazenda Nossa Senhora do Rosário, cultivado com cenoura, estudou a variabilidade espacial da CEes, em duas profundidades 0-20 61 e 20-40 cm, antes e depois do ciclo da cultura; obteve Efeito Pepita Puro (EPP), exceto na última profundidade no final do ciclo, com alcance entre 7,95 e 11m. Já Souza et al, (2000), mapeando a CEes de solos aluvionais no semi-árido paraibano, encontrou alcances com valores entre 25 e 40m. Contudo, pode-se dizer que os valores vizinhos de uma variável estão espacialmente correlacionados e podem ser utilizados para estimar valores em qualquer ponto entre eles (REICHARDT, 1985). Tabela 11 Parâmetros do semivariogramas da condutividade elétrica média do extrato de saturação (CEes) em dS m-1 no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 2040cm e no final da estação chuvosa na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007. Atributo Parâmetros do semivariograma Ao R² VC Modelo Co Co + C GDE Média DesvPad. CEes 0-20 Esférico 0,04 0,29 11,04 0,36 0,85 0,01 1,03 CEes 20-40 Esférico 0,01 0,05 12,98 0,80 0,80 -0,23 0,89 CEes 0-40 Esférico 0,00 0,12 7,90 0,00 0,99 0,04 1,15 2 Co=Efeito pepita, Co+C=Patamar, Ao=Alcance, R =Coefciente de Determinação; GDE=Grau de Dependência Espacial; VC=Validação Cruzada; DesvPad=Desvio Padrão. Foram confeccionados mapas de isolinhas da CEes utilizando-se o processo de krigagem (JOURNEL & HUIJBREGTS, 1978), interpolando-se os dados que não apresentam estrutura de dependência espacial. Pela Figura 31a pode-se comprovar um pequeno aumento da salinidade, em três pontos isolados, na profundidade de 0-20cm, sendo um na porção superior direita (X: 734180 e Y: 9070930), um na porção inferior esquerda (X: 734180 e Y: 9070905) e outra na porção central do mapa (X: 734160 e Y: 9070915), o que é evidenciado pela escala de tonalidades apresentada. Verifica-se este fato também na profundidade de 20-40cm (Figura 31b), onde mesmo apresentando CEes baixa ocorreram três pontos com CEes acima da média, um na região direita inferior (X: 734185 e Y: 9070910) e os outros dois na região superior esquerda (X: 734155 e Y: 9070925) e direita respectivamente (X: 734175 e Y: 9070930). Já na profundidade 0-40cm (Figura 31c), que representa o período final das chuvas, apenas uma região na porção central do mapa (X: 734160 e Y: 90706415), mostrou-se com salinidade superior em relação ao restante do mesmo. Este ponto coincide com uma das regiões de maior CEes na profundidade de 0-20cm, que representa período anterior as chuvas, por este motivo ficou evidenciado que houve diluição dos sais após o período chuvoso. 62 A B C Figura 31. Semivariograma e mapa de isolinhas da CEes. A. na profundidade de 0-20cm. B. na profundidade de 20-40cm. C. na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007 Geralmente o teor de Na do solo é expresso em percentual de sódio trocável (PST), ou relação de adsorção de sódio (RAS), que depende dos teores observados de Na e os cátions Cálcio e Magnésio. Entretanto, este trabalho refere-se apenas aos teores de na em mmolc L-1. A concentração média de Sódio (Na) do extrato de saturação inicial, antes do período chuvoso, foi igual 4,32 mmolc.L-1, para a profundidade de 0-20cm e de 3,24 mmolc.L-1, para a profundidade de 0-40cm. Já a concentração de Na do final da estação chuvosa foi 4,27 mmolc.L-1. Com base nestes resultados pode-se afirmar que os solos nas áreas amostradas são 63 classificados como não sódicos, segundo Pizarro (1985), citado por Chaves et al. (2005). De acordo com o teste de Kolgomorov-Ismirnov, a 5% de probabilidade as amostras seguem um distribuição Normal (Tabela 12). Tabela 12 Estatística clássica da concentração de Na (mmolc/L) no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 20-40cm e no final da estação chuvosa na profundidade de 040cm. Pesqueira-PE, 2007. Prof.(cm) X (mmolc/L) S CV Var Curt Q1 Min Med Máx Q3 Emáx K-S Dist 0-20 4,32 2,35 0,54 5,51 1,83 2,92 1,01 3,80 10,89 4,81 0,08 0,22 N 20-40 3,24 1,07 0,33 1,14 0,82 2,54 1,62 2,95 5,93 3,64 0,06 0,22 N 0-40 4,27 1,11 0,25 1,22 -0,50 3,77 2,05 4,38 6,53 5,41 0,07 0,22 N X=Média, S=Desvio padrão, CV=Coeficiente de variação, Var=Variância, Curt=Curtose, Q1=1°quartil, Mín=Mínimo, Med=mediana, Máx=máximo, Q3=3°quartil, EMáx=Erro Máximo, K-S=Teste de Normalidade de Kolgomorov-Smirnov, Dist=Distribuição, N=Distribuição Normal. Seguindo a classificação de Warrick & Nielsen (1980) verifica-se que os teores de Na referentes às profundidades 0-20; 20-40 e 0-40cm, apresentam média variabilidade, com CV entre 25 a 54%, diferindo de Chaves et al (2006) que encontraram valores de CV acima de 100% (alta variabilidade) para Na, nos solos do Perímetros Irrigados de São Gonçalo e Arcoverde na Paraíba. Na Tabela 13 encontram-se os parâmetros do semivariogramas experimentais das variáveis analisadas e os modelos ajustados para os casos que apresentaram estrutura de dependência espacial. Na análise de semivariogramas, o tipo exponencial foi o que melhor se ajustou aos dados na profundidade de 0-20cm, gaussiano para a profunidade de 20-40 e o esférico para final da estação chuvosa (0-40cm), segundo critério de Jack-Knifing (Vauclin et al., 1983), com média entre de -0,012 e 0,003 e desvio padrão variando entre 0,89 e 1,015. Observa-se também, elevada dependência espacial para profundidade 0-20 cm (R² = 0,868), com baixo grau de dependência espacial para as demais profundidades e períodos, com R² entre 0,023 e 0,042, segundo critério de Cambardella et al. (1994). Apesar de haver uma considerável amplitude nos valores de R², os semivariogramas foram bem ajustados. Os alcances (Ao) variaram de 7,82 a 43,66m. Souza (2006) estudou a variabilidade espacial da PST, em duas profundidades 0-20 e 20-40cm, antes e depois do ciclo da cultura da cenoura, no município de Pesqueira-PE, obteve valores para o alcances entre 7,67 e 33,91m. Já Souza et al (2000), mapeando a PST de solos aluvionais no semi-árido paraibano encontrou Alcances com valores entre 20 e 35m. 64 Tabela 13 Parâmetros do semivariogramas da concentração de sódio (Na), no início da estação chuvosa nas profundidades de 0-20cm e 20-40cm, e no final da estação chuvosa na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007. Prof. (cm) 0-20 20-40 0-40 Parâmetros do semivariograma Modelo Co Co+C Ao R² Exponencial 3,28 9,33 43,66 0,86 Gaussiano 0,06 1,22 7,82 0,04 Esférico 0,01 1,34 12,84 0,02 GDE 0,87 0,04 0,04 VC Média Desv 0,00 0,89 -0,01 1,02 -0,01 1,01 Co=Efeito pepita, Co+C=Patamar, Ao=Alcance, R2=Coefciente de Determinação; GDE=Grau de Dependência Espacial; VC=Validação Cruzada; DesvPad=Desvio Padrão. Pelos mapas de isolinhas da gerados, pode-se comprovar um aumento do teor de sódio, na profundidade de 0-20cm, (Figura 32a), na região a direita no mapa da área compreendida nas coordenadas X: 734175-734190 e Y: 9070930, com valor máximo na ordem de 6,5 mmolc.L-1, evidenciado pela escala de tonalidades apresentada no mapa. Verifica-se este fato também na profundidade de 20-40 cm (Figura 32b), onde mesmo apresentando teores de Na médio baixos em relação a camada anterior ocorrem pontos com valores elevados de Na, sendo dois pontos na região superior (X: 734155-734175 e Y: 9070930-9070925) e outro na região à direita (X: 734185 e Y: 9070915) do mapa. Já na profundidade 0-40 cm (Figura 32c), que representa o período final das chuvas, houve um incremento no teor de Na, na região compreendida nas coordenadas X: 734165-734190 e Y: 9070900-9070915. Isto pode ter ocorrido em função da que houve lixiviação dos sais após o período chuvoso, principalmente Cálcio e Magnésio. 65 A B C Figura 32. Semivariograma e mapa de isolinhas do teor de Sódio (Na+). A. na profundidade de 0-20cm. B. na profundidade de 20-40cm. C. na profundidade de 0-40cm. Pesqueira-PE, 2007 4.4.3. Variáveis de crescimento: altura de plantas e diâmetro caulinar Na Tabela 14 encontram-se os variáveis de crescimento (altura de plantas e diâmetro caulinar) da cultura da mamona. Observa-se pequena diferença entre médias e medianas das variáveis, indicando distribuições simétricas e normalidade dos dados que, com exceção do diâmetro caulinar aos 200 dias após a semeadura (DAS), foi confirmada pelo teste de Kolgomorov-Smirnov (KREYSZIG, 1970). 66 A variável altura de plantas apresenta valores de coeficiente de variação (CV) maiores que 20% aos 72 (DAS), o que mostra uma média variabilidade, segundo Warrick & Nielsen (1980); logo após este valor cai para menos de 12% descrevendo uma baixa variabilidade espacial após este período. No tocante a variável diâmetro caulinar observa-se que houve média variabilidade espacial em todo ciclo da cultura, com CV variando entre 14 e 36%. Tabela 14 Estatística clássica para as variáveis de crescimento da cultura da mamona: altura de plantas e diâmetro caulinar. Pesqueira-PE, 2007 DAS 16 37 51 63 72 81 97 133 168 200 X 11,01 30,91 69,75 90,57 132,39 194,69 239,24 299,44 321,94 332,69 37 51 63 72 81 97 133 168 200 9,08 20,66 26,04 33,97 41,38 47,76 54,98 61,38 65,64 Altura de plantas (cm) CV Var Curt Q1 Mín Med 0,23 6,37 -0,25 9,5 5 11 0,34 110,68 -0,35 23 11 30 0,30 445,94 -0,62 55 26 69 0,26 556,25 -0,04 75 33 90 0,20 728,75 4,36 120 14 134,5 0,11 446,65 0,26 182 132 193 0,09 427,19 0,15 225 180 240 0,11 999,05 -0,51 275 225 300 0,10 1069,18 -0,34 300 235 320 0,10 1038,33 -0,34 310 250 335 Diâmetro caulinar (mm) 3,3 0,36 10,87 0,81 6,48 4 8,95 6,08 0,29 37,01 -0,67 16 10 20 6,17 0,24 38,07 -0,1 22 13 26 6,29 0,19 39,5 0,25 30 20 34 5,96 0,14 35,47 0,43 38 27 42 7,27 0,15 52,86 1,03 43 29 46,5 7,98 0,15 63,74 0,58 49 33 54 9,44 0,15 89,14 -0,06 54 39 60 10,55 0,16 110,59 0,41 58 42 64,5 S 2,52 10,52 21,12 23,58 27,00 21,13 20,67 31,61 32,7 32,22 Máx Q3 E Máx 17 13 0,09 63 38,25 0,07 124 86,5 0,05 150 105 0,04 224 150 0,09 259 210 0,06 300 255 0,06 375 321,25 0,05 400 350 0,08 410 356,25 0,07 K-S Dist 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 20 35 42 53 62 75 80 90 100 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N 0,11 N* 11 25 30 38 45 52 59 68 73 0,09 0,08 0,05 0,09 0,06 0,09 0,11 0,09 0,11 X=Média, S=Desvio padrão, CV=Coeficiente de variação,Var=Variância, Curt=Curtose, Q1=1°quartil, Mín=Mínimo, Med=mediana, Máx=máximo, Q3=3°quartil, EMáx=Erro Máximo, K-S=Teste de Normalidade de Kolgomorov-Smirnov, Dist=Distribuição, N=Distribuição Normal; N*=Distribuição diferente da normal. Tal comportamento pode ser explicado uma vez que a maioria das culturas, inclusive mamona, recebe um manejo convencional, principalmente ao nível de pequeno agricultor, no qual práticas culturais são aplicadas uniformemente porque se assume homogeneidade dos fatores de produção (MIRANDA et al., 2005). Mantovani et al (1998) descrevem que a variabilidade de um campo agrícola influencia fatores de desenvolvimento e de produção das culturas ligados à disponibilidade de nutrientes, suprimento de água e conseqüentemente, ao ambiente onde estão localizadas as raízes. Cassel et al. (1988) citados por Miranda et al., (2005), também relatam que a variabilidade no estande das culturas está diretamente relacionada aos fatores edáficos, como propriedades físicas, químicas e biológicas, fatores 67 climatológicos como precipitação e de manejo como aplicações desuniformes de sementes, fertilizantes e corretivos. Observando a Tabela 15 todas as variáveis de desenvolvimento analisados no decorrer do ciclo da cultura da mamona apresentaram grau de dependência espacial (GDE), segundo Cambardella et al. (1994), entre baixo a médio, variando de 50 a 96%. Tabela 15 Parâmetros dos semivariogramas para as variáveis de crescimento da cultura da mamona: Altura de plantas e diâmetro caulinar. Pesqueira-PE, 2007. DAS 16 37 51 63 72 81 97 133 168 200 37 51 63 72 81 97 133 168 200 Altura das plantas (cm) Parâmetros do Semivariograma Modelo Co Co +C Ao R² GDE Esférico 1,46 6,37 4,28 0,34 0,77 Gaussiano 26,60 114,10 5,02 0,91 0,87 Exponencial 121,00 459,90 4,37 0,89 0,74 Exponencial 163,00 580,40 4,88 0,72 0,96 Gaussiano 175,00 742,80 4,68 0,76 0,81 Exponencial 123,20 437,40 1,14 0,08 0,72 Exponencial 221,10 450,20 5,57 0,89 0,51 Esférico 523,00 1161,00 28,55 0,98 0,55 Exponencial 419,00 1638,00 21,99 0,99 0,64 Esférico 371,00 1288,00 28,91 0,98 0,71 Diâmetro caulinar (mm) Esférico 1.99 10.97 8.81 0.79 0.82 Gaussiano 7.40 38.08 5.80 0.80 0.81 Exponencial 12.66 40.65 4.85 0.93 0.69 Exponencial 20.45 42.84 4.35 0.87 0.52 Exponencial 21.46 42.93 13.24 0.96 0.50 Exponencial 26.10 60.87 7.08 0.93 0.57 Exponencial 29.20 69.63 8.70 0.93 0.58 Esférico 36.90 104.3 21.89 0.96 0.65 Esférico 42.50 133.7 20.24 0.95 0.68 Média -0,009 -0,006 0,004 -0,003 0,010 0,001 0,009 0,007 0,006 0,002 0.001 -0.002 0.008 -0.002 0.004 -0.002 -0.001 -0.003 -0.001 VC DesvPad 0,92 0,99 0,99 0,91 0,93 0,87 1,00 0,95 0,94 0,94 1.07 1.01 1.11 1.14 1.14 0.94 0.91 0.94 0.91 DAS=Dias após a semeadura, Co=Efeito pepita, Co+C=Patamar, Ao=Alcance, R2=Coefciente de Determinação; GDE=Grau de Dependência Espacial; VC=Validação Cruzada; DesvPad=Desvio Padrão. Houve alta amplitude entre os alcances (Ao) observados para as duas variáveis durante o ciclo da cultura, chegando a 1,14m aos 81 DAS e 28,91m aos 200 DAS para a altura das plantas e de 4,35m aos 72 DAS e 21,89m aos 168 DAS para o diâmetro caulinar. Trabalhos semelhantes com as variáveis relacionados a cultura também foram realizados por Miranda et al. (2005), que estudando peso comercial de frutos de melão encontraram alcances variando entre 30 e 67,3m em argissolos e entre 30 e 58,3m em latossolos, respectivamente. Assumpção et al. (2007), mapeando a produtividade de soja com e sem manejo químico localizado durante as safras de 1999 a 2001, encontraram alcances variando de 48 a 62,3m e 68 de 28,88 a 40,98m respectivamente. Já Frogbrook et al. (2002) observaram alcances com 199,5, 75,3 e 103m para produtividade, clorose foliar e incidência de ervas daninhas em cultivo de cereal, respectivamente. Trangmar et al. (1985) ressaltam que os valores localizados a distancias menores que o alcance são considerados dependentes entre si, portanto, permitindo adequada interpolação por krigagem Os modelos de semivariogramas que se ajustaram a este trabalho foram em ordem de observações o exponencial, esférico e gaussiano todos validados segundo o critério de JackKnifing (VAUCLIN et al., 1983), apresentando erros padronizados com média variando entre -0,009 e 0,010 e desvio-padrão entre 0,91 a 1,00 para a variável altura de planta; e para o diâmetro caulinar, valores médios entre -0,003 e 0,008, com desvio entre 0,91 e 1,14 respectivamente. Observa-se nos mapas que o maior desenvolvimento vegetativo, evidenciado pelos parâmetros diâmetro caulinar e altura de plantas, situa-se na região central (X: 734165734175 e y: 9070900-9070935), a qual coincide com os valores de menor condutividade elétrica e menores teores de areia. Nas figuras 33a e 33b, 34a até 34d, 35a e 35d, pode-se observar os semivariogramas e os mapas de isolinhas para altura de plantas aos 16, 37, 51, 63, 72, 81, 97, 133, 168, 200 DAS respectivamente. A B Figura 33. Semivariograma e mapa de isolinhas para altura das plantas. A. 16 DAS. B. 37 DAS. Pesqueira-PE, 2007 69 A B C D Figura 34. Semivariograma e mapa de isolinhas para altura das plantas. A. 51 DAS. B. 63 DAS. C.72 DAS. D. 81 DAS. Pesqueira-PE, 2007. 70 A B C D Figura 35. Semivariograma e mapa de isolinhas para altura das plantas. A. 97 DAS. B. 133 DAS. I 168 DAS. J. 200 DAS. Pesqueira-PE, 2007 71 Para a variável diâmetro caulinar nas figuras 36a até 36c, 37a até 37c, 38a até 38c, se encontram semivariogramas e os mapas de isolinhas para os 37, 51, 63, 72, 81, 97, 133, 168, 200 DAS. A B C Figura 36. Semivariograma e mapa de isolinhas para diâmetro caulinar. A. 32 DAS. B. 51 DAS. C. 63 DAS. Pesqueira-PE, 2007 72 A B C Figura 37. Semivariograma e mapa de isolinhas para diâmetro caulinar. A. 72DAS. B. 81 DAS. C. 97 DAS. Pesqueira-PE, 2007 73 A B C Figura 38. Semivariograma e mapa de isolinhas para diâmetro caulinar. A. 133DAS. B 168 DAS. C. 200 DAS. Pesqueira-PE, 2007 74 5. • CONCLUSÕES O plantio realizado no mês de março de 2007 permitiu um adequado aproveitamento da estação chuvosa; • A cultura apresentou um ótimo desenvolvimento ao longo do seu ciclo, o que gerou uma produtividade de 2900 kg.ha-1 de grãos; • Com base nos coeficientes de cultura (Kc’s), quantificados por Doorembos e Pruit (1977), verificou-se que o consumo foi menor que o aporte de água ao longo do ciclo; • As variáveis de crescimento altura de plantas, diâmetro caulinar e estimativa de área foliar se ajustaram a funções polinomiais, com elevado coeficiente de determinação; • Todos os dados observados no estudo da variabilidade espacial aderiram a distribuição normal, com exceção do diâmetro caulinar aos 200 dias após a semeadura; • Todos os atributos edáficos e as variáveis de crescimento da cultura apresentaram baixa e média variabilidade e grau de dependência espacial; • O mapeamento da granulometria permitiu identificar as regiões com maior heterogeneidade na área de cultivo; • O mapeamento da altura das plantas e do diâmetro caulinar permitiu observar as regiões com maior crescimento da cultura e conseqüente maior produtividade; correspondendo as áreas com menor teor de areia; • A partir do mapeamento da CEes (condutividade elétrica do extrato de saturação) antes e depois da estação chuvosa, pode-se observar a redução da mesma após o primeiro ciclo da cultura. 75 6. 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