Agricultura de precisão

Variabilidade espacial

Como sensores que medem a condutividade elétrica do solo (CE) podem auxiliar no manejo localizado da fertilidade

Fotos Eduardo Leonel Bottega

OBrasil, de acordo com o 12º Levantamento de Grãos, realizado pela Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), no ano agrícola 2019/2020, apresentou registro histórico na produção de grãos, totalizando 257,8 milhões de toneladas. A cultura da soja merece destaque, pois apresentou um novo recorde de produção, estimada em 124,8 milhões de toneladas e ganho de 4,3% em relação à safra 2018/19, colocando o Brasil como maior produtor mundial desta importante commoditie.

Este desempenho produtivo é reflexo dos avanços tecnológicos, que modernizaram e continuam a transformar a nossa agricultura nos últimos anos. Tecnologias como o sistema de plantio direto, o melhoramento genético de cultivares, evoluções nas máquinas agrícolas e, mais recentemente, a coleta, análise e mapeamento de informações geoerreferenciadas, em especial daquelas associadas aos atributos do solo, têm permitido um manejo mais assertivo, de forma a otimizar o uso de insumos, reduzindo custos e aumentando a produtividade, tornando a agricultura brasileira cada vez mais competitiva.

Na era digital que vivenciamos, em especial na agricultura, o levantamento de informações dos talhões de produção desempenha função estratégica na tomada de decisão relacionada às etapas do processo produtivo. Através do mapeamento de atributos do solo (químicos e físicos), por exemplo, é possível realizar o posicionamento de cultivares (com base no potencial produtivo), o planejamento da população de plantas, direcionar

Variabilidade espacial

Foto Alan Ricardo Xavier

Medidor comercial de condutividade elétrica do solo Terram®, da Falker Automação Agrícola Ltda

operações agrícolas mecanizadas (como a subsolagem), realizar aplicação de fertilizantes e corretivos em taxas variadas etc.

O mapeamento dos atributos do solo pode ser realizado a partir da coleta de amostras em pontos georreferenciados, distribuídos no talhão em forma de grade amostral. A densidade de pontos amostrais adotada pode ser variada, por exemplo, um ponto por hectare, um ponto para cada cinco hectares, um ponto para cada dez hectares etc. Cada ponto deverá ser caracterizado pela coleta de várias amostras no interior da grade, amostras estas que serão misturadas, retirando-se uma parte para envio ao laboratório de análise.

A variação na densidade de pontos implica de forma direta a precisão do mapeamento do atributo de interesse, sendo que, quanto maior a quantidade de pontos amostrais, mais precisa será a caracterização do atributo na área. Porém, ao aumentar o número de pontos amostrais, aumentam-se também o tempo e os custos com a coleta e análises laboratoriais. Pensando em direcionar a amostragem, de forma a otimizar a caracterização dos atributos, sejam eles químicos ou físicos, o uso de sensores pode ser um importante aliado, em especial aqueles que mapeiam a condutividade elétrica do solo (CE).

A capacidade do solo em conduzir corrente elétrica está associada às suas características granulométricas (areia, silte e argila), que influenciam de forma direta sua textura (percentual dos componentes granulométricos) e, consequentemente, a capacidade em reter água (porosidade), a capacidade em trocar cátions, sua acidez, seu teor de matéria orgânica e sua resistência à penetração das raízes (compactação). Estas características do solo atuam simultaneamente na condução de corrente elétrica. Corwin e Lesch (2005) destacaram que o solo apresenta três formas de condução de corrente elétrica: (1) fase líquida, através da quantidade de água e sólidos dissolvidos nessa fase, presentes nos macroporos do solo; (2) fase sólido-líquida, dependente de cátions trocáveis associados aos argilominerais e (3) fase sólida, com base na proximidade entre as partículas do solo.

Diversos estudos já comprovaram que os fatores que contribuem para a condutividade eléctrica do solo são também limitantes da produtividade das culturas. Diante disso, o mapeamento da CE pode servir como ferramenta no direcionamento da amostragem de solo. Atualmente, no mercado, existem equipamentos que mensuram a condutividade elétrica do solo por diferentes métodos (indução eletromagnética e resistividade elétrica) e em diferentes profundidades. Diante do exposto, este trabalho buscou estudar o mapeamento da CE, mensurada pelo método da resistividade elétrica, em diferentes profundidades e utilizando diferentes equipamentos, em área de plantio direto consolidado, cultivada sob pivô central, de 25,8ha, no município de Cachoeira do Sul (RS), em parceria com a ConnectFarm Ltda.

O solo da região é classificado como Argissolo Vermelho. A área apresenta relevo suavemente ondulado (Figura 1a). Amostras compostas de solo foram coletadas em 24 pontos amostrais (Figura 1b) na profundidade de 0-20 cm, para caracterização granulométrica do solo.

O solo da área de estudo aprestou, em média, 460g/kg de areia, 20g/kg de silte e 340g/kg de argila, sendo classifi-

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B Medidor comercial de condutividade elétrica do solo Veris® 3100, da Stara S/A

Medidor de condutividade elétrica portátil LandMapper ERM-02 (a) e Matriz de Wenner (b)

Figura 1 - Modelo digital de elevação (a) e grade amostral de coleta de solo (b). Fonte: Autor

B

cado como de textura média. Os mapas de variabilidade espacial da granulometria do solo são apresentados na Figura 2.

O mapeamento da CE (mS/m) foi realizado em profundidades e com equipamentos diferentes, conforme descritos na Tabela 1.

O Veris® 3100 é constituído basicamente por um chassi onde são montados seis discos, de forma a obter leituras de condutividade elétrica das camadas de 0cm – 30cm e 0cm – 90cm de profundidade. Pesos são adicionados ao chassi para garantir o corte da palhada e o contato dos discos com o solo. As leituras são obtidas a partir da emissão de uma corrente elétrica pelos dois discos intermediários, enquanto que os dois discos internos e os dois discos externos detectam a diferença de potencial que ocorre no campo eletromagnético gerado no solo e resultante da corrente elétrica aplicada. O par de discos internos integra a resistência entre as profundidades de 0cm e 30cm, enquanto o par de discos externos integra a resistência entre 0cm e 90cm. O equipamento foi tracionado pela área de estudo utilizando um trator.

O Terram é um equipamento constituído por um chassi onde são montados quatro discos igualmente espaçados em 0,25m. Pesos são adicionados ao chassi para garantir o corte da palhada e o contato dos discos com o solo. Os discos internos atuam como eletrodos potenciais e os externos como eletrodos de corrente. A condutividade elétrica do solo é obtida a partir do inverso da resistividade elétrica do solo mensurada pela diferença potencial entre a corrente emitida e aquela recebida. Os dados coletados foram gravados no sistema Fieldbox, de fabricação da mesma empresa. O equipamento foi tracionado pela área de estudo utilizando um quadriciclo.

Na obtenção da condutividade elétrica aparente do solo utilizando o medidor de condutividade elétrica portátil LandMapper ERM-02, a configuração da montagem dos eletrodos utilizada foi a Matriz de Wenner. O suporte para os eletrodos foi construído utilizando tubos de metalon, parafusos de aço inoxidável e fios flexíveis em cores diferentes. Para eletrodos de corrente optou-se por utilizar fio vermelho e para os eletrodos de potencial, fio preto. O contato entre os parafusos de aço com o metalon foi isolado, revestindo os parafusos com mangueira de PVC (mangueira de nível). Após montada

Figura 2 - Mapas temáticos da variabilidade espacial da granulometria. Fonte: Autor

Equipamento

Veris® 3100

LandMapper ERM-02® Terram®

Tabela 1 - Equipamentos, datas e profundidades de leituras da CE (mS/m) Fabricante

Stara S/A Indústria de Implementos Agrícolas Landviser LLC Falker Automação Agrícola LTDA Profundidade de leitura (cm) 0 – 30 0 – 90** 0 – 20 0 – 25

Peso* (kg) Não informado no catálogo 534,75

*Com lastro. **Leituras não consideradas neste estudo. Velocidade (km/h) 12-20

12

Data da Leitura 04 nov/2016

25 mai/2018 13 nov/2018

a estrutura, o isolamento dos eletrodos foi testado utilizando um multímetro digital da marca Fluke, modelo 15B+. As leituras com este equipamento foram realizadas em 95 pontos amostrais, espaçados equidistantes em 50 metros. O deslocamento ponto a ponto foi orientado com auxílio de um GPS de navegação, marca Garmin, modelo GPSMAP 62sc.

Os valores de CE obtidos das leituras com os equipamentos Veris 3100, Terram e LandMapper ERM-02 constituíram o banco de dados utilizados na análise geoestatística e posterior confecção dos mapas de variabilidade espacial. Na Figura 3 são apresentados os mapas de variabilidade espacial da CE, mensurada por diferentes equipamentos, em diferentes datas e profundidades.

O que podemos observar com este estudo é que, independentemente do equipamento utilizado ou da data das leituras, visualmente nota-se a similaridade entre os mapas de variabilidade espacial da CE, sendo possível destacar regiões da área de estudo com maior e menor valor de condutividade elétrica. Retomando o que já foi citado anteriormente, os mapas de CE poderiam, neste caso, servir como base para a coleta de solos de forma direcional, ou seja, buscando caracterizar aquelas regiões de CE alta (regiões em verde e amarelo) e baixa (regiões em laranja e vermelho), com isso seria possível otimizar o tempo e o custo com amostragem e análise laboratorial.

Uma hipótese para explicar esta similaridade pode estar associada às variações granulométricas do solo (porcentagem de areia, silte e argila) e suas implicações. De acordo com alguns autores, as variações nos teores de argila podem explicar variações na capacidade de troca de cátions (CTC), no teor de umidade do solo, na disponibilidade de sais na solução do solo e na porcentagem de matéria orgânica, fatores estes que influenciam a condução de corrente elétrica no solo. Além disso, a CE é uma medida que integra textura e disponibilidade de água, sendo que seus valores estão relacionados com o teor de argila do solo e sua variabilidade espacial.

As principais características relacionadas ao mapeamento da condutividade elétrica são a elevada densidade amostral, o baixo custo e a rapidez na coleta da informação, e o mais importante, a sua relação com fatores do solo que influenciam de forma direta e indireta a produtividade das culturas. Mais estudos devem ser conduzidos para consolidar a utilização dos mapas de CE como ferramenta para o manejo localizado da fertilidade do solo. Estudos recentes têm demonstrado que este tipo de sensor, independentemente da marca ou do modelo, apresenta um enorme potencial, em especial para áreas onde se deseja iniciar serviços de agricultura de precisão. .M

Eduardo Leonel Bottega e Zanandra Boff de Oliveira, UFSM Campus Cachoeira do Sul

Figura 3 - Mapas temáticos da variabilidade espacial da CE. Fonte: Autor