MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO TÉCNICAS DE...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE PRECISÃO TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Daniel Hoerbe Santa Maria, RS, Brasil 2009
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO
UTILIZANDO TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE
PRECISÃO
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
Daniel Hoerbe
Santa Maria, RS, Brasil 2009
MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO
UTILIZANDO TÉCNICAS DE AGRICULTURA DE PRECISÃO
por
Daniel Hoerbe
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Agronomia, Área de Engenharia Rural da Universidade
Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Agrônomo.
Orientador: Reges Durigon
Santa Maria, RS, Brasil
2009
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, Jussara e Fernando Hoerbe
pela minha formação até os dias de
hoje, pelo incentivo, pela compreensão e
pela confiança em mim depositada.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, agradeço a Deus por ter me dado a oportunidade de estar no
mundo, pelas dádivas concedidas e pela força de poder lutar pelos objetivos.
Aos meus pais, Jussara e Fernando Hoerbe, e à minha família, agradeço todo
o amor, carinho, compreensão, respeito e educação que me ensinaram.
A minha namorada Renata Dickow pela paciência, carinho, amor,
companheirismo e compreensão nos momentos em que mais precisei.
Ao grande profissional e amigo professor Dr. Reges Durigon pela paciência e
orientação durante a realização do trabalho de conclusão de curso (TCC). Uma
pessoa a ser seguida pela ética, pelo conhecimento técnico e respeito ao próximo.
Agradeço também a Universidade Federal de Santa Maria pelo conhecimento
adquirido nestes anos de estudos.
E a todos aqueles que não foram lembrados, mas que direta ou indiretamente
contribuíram para a realização do TCC e do curso de agronomia, os meus sinceros
agradecimentos.
RESUMO
Trabalho de Conclusão de Curso
Curso de Graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria
MANEJO DA CULTURA DO ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO TÉCNICAS
DE AGRICULTURA DE PRECISÃO
Autor: Daniel Hoerbe
Orientador: Reges Durigon
Data: Santa Maria, 9 de novembro de 2009
A obtenção de alto rendimento de grãos de arroz irrigado depende de vários
fatores, entre eles destaca-se a adubação. Enquanto que na adubação tradicional a
variabilidade dos atributos químicos de solos não é considerada, na agricultura de
precisão este fator é considerado.
O presente trabalho objetivou confirmar e identificar a presença de
variabilidade espacial de atributos químicos do solo mesmo em áreas consideradas
homogêneas pelo produtor; fazer a recomendação e a adubação em zonas de
manejos conforme as variações químicas existentes no solo; utilizar algumas etapas
da agricultura de precisão com os equipamentos, implementos e produtos existentes
na propriedade; comparar os custos da adubação tradicional com a adubação por
zonas de manejo. Dessa forma, realizou-se um experimento em uma lavoura
comercial de arroz irrigado utilizando-se técnicas da agricultura de precisão. A
metodologia utilizada baseou-se na elaboração de mapas de atributos químicos do
solo visando à aplicação a taxa variável da adubação e também a colheita em vários
pontos da gleba para desenvolvimento do mapa de produtividade. Os resultados
mostraram que existiu variabilidade química no solo e também na produtividade,
sendo possível a realização da adubação de precisão com maquinários existentes
na propriedade sem, necessariamente, a aquisição de máquinas de grandes custos.
Palavras-chave: Arroz irrigado, agricultura de precisão, variabilidade espacial
ABSTRACT
Course Conclusion Work
Graduation Course of Agronomy
Federal University of Santa Maria
MANAGEMENT OF CULTURE OF RICE USING TECHNOLOGY
FOR PRECISION AGRICULTURE
Author: Daniel Hoerbe
Advisor: Reges Durigon
Date: Santa Maria, 9th november 2009
Achieving high yield of rice depends on several factors, among them stands out
fertilization. While in traditional fertilization variability of chemical attributes of soil is
not considered in precision agriculture, this factor is considered.
This study aimed to confirm and identify the presence of spatial variability of soil
chemical properties even in areas considered to be homogeneous by the producer,
make the recommendation and fertilization managements in areas as chemical
changes in the soil, use some stages of precision farming with equipment,
implements and products in the property, compare the costs of traditional fertilization
fertilization by zone management.
Thus, there was an experiment in a commercial farming of rice using techniques
of precision agriculture. The methodology used was based on mapping of soil
chemical properties in order to apply variable rate fertilizer and also harvest in
various parts of the estate for the development of yield mapping.
The results showed that there was variability in soil chemistry and also in
productivity, is possible to perform the fertilization of precision without necessarily the
acquisition of machinery, major costs.
Key words: irrigaded rice, precision agriculture, spatial variability
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Ciclo da AP ......................................................................................19
FIGURA 2 – Mapa do Estado do Rio Grande do Sul com a localização do município
de Cachoeira do Sul .........................................................................................................28
FIGURA 3 – GPS de navegação da marca GARMIM – Legend .............................30
FIGURA 4 – Mapa do contorno da área do experimento..................................... 30
FIGURA 5 – Mapa da malha de amostragem com os pontos georreferenciados para
coleta de amostras de solos............................................................................................31
FIGURA 6 – Mapa de P, utilizado para determinação das zonas de
manejos........................................................................................................... 33
FIGURA 7 – Balizas delimitando as zonas de manejos....................................... 33
FIGURA 8 – Mapa com as diferentes zonas de manejo .......................................34
FIGURA 9 – Amostras colhidas.....................................................................................40
FIGURA 10 – Debulha manual das amostras de arroz.............................................40
FIGURA 11 – Tratores com semeadoras pendulares................................................41
FIGURA 12 – Mapa com estimativa de produtividade de arroz irrigado...............44
FIGURA 13 – Produtividade média de arroz obtida no município de Cachoeira do
Sul – RS (fonte IRGA), no experimento e a diferença entre
elas..........................................................................................................................46
FIGURA 14 – Mapa de matéria orgânica.....................................................................49
FIGURA 15 – Mapa da população de plantas por metro quadrado ........................50
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Quantidade de adubo e de nutrientes em cada zona de manejo..... ....38
TABELA 2 - Coeficiente de Variação (CV) encontrado na estimativa de produtividade
de arroz irrigado.........................................................................................................45
TABELA 3 - Estimativa de produtividade de arroz irrigado em cada ponto da malha
de amostragem e média do experimento...................................................................45
TABELA 4 - Correlação entre atributos químicos do solo e a estimativa de
produtividade de arroz irrigado...................................................................................47
TABELA 5 - Plantas por metro quadrado e estimativa de produtividade em cada
ponto amostral............................................................................................................51
TABELA 6 - Custo da adubação a taxa fixa...............................................................52
TABELA 7 - Custo da adubação por zonas de manejos............................................53
TABELA 8 - Custos da aplicação de calcário a taxa fixa...........................................54
TABELA 9 - Custos da aplicação de calcário por zonas de
manejos......................................................................................................................54
LISTA DE APÊNDICES
APÊNDICE 1 - Características agronômicas do IRGA 422CL..................................62
APÊNDICE 2 - Recomendação de adubação e calagem para valores médios dos
pontos da análise da agricultura de precisão...............................................................63
APÊNDICE 3 - Análises de solos ...................................................................................64
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...............................................................................................................13
1.1 Caracterização do problema..................................................................13
1.2 Justificativa............................................................................................14
1.3 Objetivos................................................................................................14
1.4 Hipótese.................................................................................................15
2 REVISÃO DE LITERATURA.......................................................................................16
2.1 Variabilidade espacial de atributos de solo........................................... 16
2.2 Agricultura de precisão (AP) ................................................................ 17
2.3 Ciclo da AP............................................................................................18
2.4 Benefícios da AP................................................................................... 19
2.5 Dificuldades da AP................................................................................ 20
2.6 Equipamentos utilizados em AP........................................................... 21
2.7 População de plantas............................................................................ 22
2.8 Mapas de produtividade........................................................................ 23
2.9 Técnicas geoestatísticas utilizadas em agricultura de precisão............24
2.10 Correlações entre atributos de solo e produtividade........................... 25
2.11 Zonas de manejos............................................................................... 26
2.12 Aplicação de insumos a taxa variável................................................. 26
3 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................28
3.1 Localização da área experimental.........................................................28
3.2 Mapeamento da área e georreferenciamento das amostras................ 29
3.3 Determinação de atributos químicos do solo........................................ 31
3.4 Determinação da zona de manejo........................................................ 32
3.5 Manejo da cultura do arroz....................................................................34
3.5.1 Sistema de cultivo e preparo do solo.......................................34
3.5.2 Característica e escolha da cultivar.........................................35
3.5.3 Dessecações........................................................................... 35
3.5.4 Época de semeadura...............................................................35
3.5.5 Densidade de semeadura e população de plantas................. 36
3.5.6 Adubação de base...................................................................36
3.5.7 Controle de plantas daninhas.................................................. 37
3.5.8 Adubação de cobertura........................................................... 38
3.5.9 Irrigação................................................................................... 39
3.6 Amostragem de plantas de arroz para estimativa da produtividade da
cultura.......................................................................................................... 39
3.7 Aplicação de insumos por zonas de manejos ...................................... 40
3.8 Elaboração e correlação de modelos digitais........................................41
3.9 Determinação da diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e por
zonas de manejos....................................................................................... 42
3.10 Diferença de custo entre a aplicação de calcário a taxa fixa e por zonas
de manejos.................................................................................................. 43
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO..................................................................................44
4.1 Estimativa de produtividade de arroz irrigado....................................... 44
4.2 Correlações entre atributos químicos do solo e estimativa de produtividade
de arroz irrigado.......................................................................................... 47
4.3 Correlações entre plantas por metro quadrado e estimativa de
produtividade de arroz irrigado....................................................................50
4.4 Diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e a por zonas de
manejos....................................................................................................... 52
4.5 Aplicação de calcário com taxa fixa e por zonas de
manejo........................................................................................................ 53
4.6 Verificação da viabilidade da agricultura de precisão com os
equipamentos existentes na propriedade................................................... 54
5 CONCLUSÕES..............................................................................................................56
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................57
7 APÊNDICE .....................................................................................................................62
13
1 INTRODUÇÃO
1.1 Caracterização do problema
Na agricultura tradicional a adubação, assim como os demais tratos culturais
são feitos em grandes áreas que são consideradas homogêneas, sendo que no caso
da análise de solos são feitas várias coletas e posteriormente misturadas, ou seja,
faz-se uma recomendação média. Com isso, existem partes da lavoura que recebem
uma adubação inferior, outras superiores e algumas recebem a quantidade
recomendada pela pesquisa. Neste sistema não se leva em consideração a
variabilidade espacial dos atributos químicos do solo.
O manejo localizado, também conhecido genericamente como “agricultura de
precisão” é um manejo de solo-planta-atmosfera, baseado em princípios de
gerenciamento agrícola de informações sobre variabilidade espacial e temporal dos
fatores de produção e da própria produtividade (DURIGON, 2007).
Esta técnica denominada como agricultura de precisão visa aumentar a
eficiência do manejo da lavoura, permitindo a identificação da variabilidade bem
como o seu manejo específico. Baseia-se na utilização de máquinas, e
equipamentos especiais como o GPS (Global Positioning System). As principais
vantagens da agricultura de precisão são: a uniformização da fertilidade da gleba
após algumas safras, o uso racional e de forma mais bem distribuída dos insumos
químicos utilizados na lavoura, além de ajudar na conservação do meio ambiente.
Sabe-se que tanto a deficiência como o excesso de nutrientes em uma
lavoura são prejudiciais, por exemplo: a deficiência de potássio (K) em uma lavoura
de arroz pode causar redução de produtividade, assim como o excesso de nitrogênio
(N) que além de tornar a planta mais susceptível à doenças, pode provocar
acamamento o que dificulta a colheita mecânica e conseqüentemente causa uma
redução na produtividade e até mesmo na qualidade do grão colhido.
Os Sistemas de Informações Geográficas (SIG), utilizados para confeccionar
cartas e mapas, auxiliam a representação espacial de distribuição dos dados
adquiridos e registrados, sob a forma de um sistema de coordenadas. Diferentes
14
informações podem ser registradas e representadas, como produtividade da lavoura
e os atributos do solo, produzindo-se diferentes mapas, os quais são úteis para o
gerenciamento agrícola e ambiental, fornecendo importantes modelos agronômicos
para tomada de decisão (DURIGON, 2007).
Nestes sistemas são possíveis a elaboração de mapas, bem como a
administração e a gestão de toda a empresa rural.
1.2 Justificativa
Nota-se durante o desenvolvimento e a colheita da lavoura de arroz irrigado que
partes da lavoura apresentam colorações, porte de plantas e produções diferentes,
mesmo em áreas que apresentam médias de produção altas. Com isso, buscou-se
através do uso de técnicas de agricultura de precisão, a identificação e a aplicação a
taxa variável de fertilizantes, visando uma adubação mais equilibrada e mais
precisa.
Muitos técnicos e empresas associam a adubação de precisão a altos custos
com elevados investimentos, principalmente em máquinas e equipamentos
agrícolas. Dessa forma, buscou-se no trabalho a aplicação de técnicas de agricultura
de precisão com os equipamentos e máquinas já existentes na propriedade.
1.3 Objetivos
O trabalho teve como objetivos:
- confirmar e identificar a presença de variabilidade espacial de atributos
químicos do solo, mesmo em áreas consideradas homogêneas pelo produtor;
- fazer a recomendação e a adubação de forma parcelada (zonas de
manejos) conforme as variações químicas existentes no solo;
- utilizar etapas da agricultura de precisão, como a adubação à taxa variável
com os equipamentos e implementos e produtos existentes na propriedade;
15
- comparar os custos da adubação tradicional com a adubação por zonas de
manejos;
1.4 Hipótese
Existe variabilidade em atributos químicos do solo mesmo em áreas
consideradas homogêneas pelo produtor.
16
2 REVISÃO DE LITERATURA
A obtenção de alto rendimento de grãos de arroz irrigado depende de vários
fatores, alguns dos quais se tem controle outros não. A interação desses vários
fatores, que atuam no sistema produtivo como um todo, é que determinará o
rendimento, a qualidade de grãos e o retorno econômico esperado. Entre os
principais fatores destacam-se: a adequação do solo, a época de semeadura,
manejo da adubação, controle precoce de plantas daninhas, manejo da irrigação e
manejo de pragas e doenças (MENEZES, 2004).
Na lavoura orizícola a adubação destaca-se como sendo um dos principais
componentes no custo de produção. Na safra 2007/2008, o custo médio com
adubação no Rio Grande do Sul, representou 8,38 % do custo total, sendo o terceiro
custo variável, perdendo apenas para o custo de secagem (11,37%) e de
combustíveis para preparo da lavoura (9,37%) (IRGA, 2008). Dessa forma, o
impacto de uma adubação bem realizada está diretamente relacionado com a
lucratividade e com o custo de produção.
A adubação baseia-se na análise de solos, esta geralmente representa
grandes áreas, as quais o produtor acredita ser homogêneas. No entanto, Durigon
(2007) propõe que existe grande variabilidade em diversos atributos, tais como tipo
de solo, características físicas, produtividade e necessidade de nutrientes.
2.1 Variabilidade espacial de atributos de solo
A variabilidade do solo é conseqüência de complexas interações dos fatores e
processos de sua formação. Além dos fatores e processos, práticas de manejo do
solo e da cultura são causas adicionais de variabilidade. Áreas pedologicamente
idênticas podem apresentar variabilidade distinta em atributos, quando submetidas
às diferentes práticas de manejo. Da mesma forma, áreas pedologicamente
diferentes, quando submetidas ao mesmo manejo, podem apresentar-se
semelhantes em seus atributos. O manejo pode alterar atributos químicos, físicos,
17
mineralógicos e biológicos, com impacto principalmente nas camadas superficiais do
solo (CORÁ et al, 1997).
As lavouras, em geral, apresentam manchas com produtividades
extremamente variadas (MOLIN, 2004). A solução utilizada pela maioria dos
produtores é a de enfocar grandes áreas e entendê-las como homogêneas, levando
ao conceito da necessidade média para a aplicação dos insumos (fertilizantes,
defensivos, água, etc). Isto faz com que, por exemplo, a mesma formulação e/ou
quantidade do fertilizante seja utilizada para toda a área, atendendo apenas as
necessidades médias e não considerando, desta forma, as necessidades
específicas de cada parte do campo. O mesmo acontece para os demais insumos,
causando como resultado uma lavoura com produtividade não uniforme (CAPELLI,
1999).
Tentativas de dividir a lavoura em parcelas e tratá-las de forma diferenciadas
já foram propostas e testadas, mas apenas recentemente, com o desenvolvimento
de tecnologias apropriadas, tem sido possível realizar este tipo de procedimento de
forma mais simples e rápida (LAMPARELLI et al., 2001).
2.2 Agricultura de precisão (AP)
A Agricultura de Precisão (AP) apresenta-se como uma excelente ferramenta
para auxiliar o produtor rural na definição das melhores estratégias a serem
adotadas para aumentar a eficiência do gerenciamento agrícola. A AP tem como
principal conceito aplicar no local correto, no momento adequado, as quantidades de
insumos necessários à produção agrícola, para áreas cada vez menores e mais
homogêneas, tanto quanto a tecnologia e os custos envolvidos o permitam
(DODERMANN & PING, 2004).
Campo (2000) considera que agricultura de precisão é o conjunto de técnicas
e procedimentos que permite conhecer, localizar geograficamente e delimitar áreas
de diferentes produtividades, através do emprego da informática, programas
específicos, sensores, controladores de máquinas e sistemas de posicionamento
global (GPS).
18
A AP permite identificar a variabilidade existente na área e a partir disto
investigar fatores limitantes (físicos, químicos e biológicos) e propor alternativas de
manejo diferenciadas de acordo com a necessidade de cada área. Com base nesta
variabilidade podem-se prescrever interferências de manejo visando corrigir aqueles
atributos que estão comprometendo o rendimento, permitindo, assim, a elevação do
potencial produtivo (DELLAMEA et al., 2007).
A AP visa o gerenciamento mais detalhado do sistema de produção agrícola
como um todo, não somente das aplicações dos insumos ou de mapeamentos
diversos, mas de todos os processos envolvidos na produção e até mesmo o plantio
mecanizado da cultura utilizando algum sistema de orientação via satélite
(ANTUNIASSI et al., 2007).
2.3 Ciclo da AP
A AP é constituída de um ciclo (Figura 1). Este se baseia na amostragem
intensiva e georeferenciada do solo, geração de mapas com a distribuição espacial
dos atributos químicos analisados, interpretação e prescrição localizada de insumos,
aplicação à taxa variável de insumos, geração de mapas de rastreabilidade,
acompanhamento da lavoura durante o ciclo das culturas, geração de mapas de
produtividade, investigação das relações de causa e efeito, análise econômica e
replanejamento das atividades de manejo visando à otimização dos recursos
(AMADO et al., 2007).
19
Figura 1 - Ciclo da AP
2. 4 Benefícios da AP
Em termos econômicos, a utilização da agricultura de precisão possibilita a
priorização de investimentos em áreas onde o potencial de produção seja mais
efetivo, garantindo maior retorno econômico. Do ponto de vista ambiental, a
racionalização e a redução do uso de insumos devem ser analisadas como um dos
principais benefícios da agricultura de precisão (ANTUNIASSI et al.,2007).
Milani et al. (2006) relatam que o manejo localizado tendeu a apresentar
produtividades mais homogêneas e superiores ao manejo uniforme. Tal aplicação,
no entanto, requer acompanhamento e análise de mapas de produtividade,
considerando um histórico de várias safras e de diferentes culturas para que sejam
contempladas as variabilidades temporais e espaciais (BLACKMORE et al., 2003).
A agricultura de precisão está tornando cada vez mais o produtor rural um
empresário rural, por controlar cada vez mais a linha de produção (TSCHIEDEL &
FERREIRA, 2002).
20
2.5 Dificuldades da AP
Os mapas de produtividade são considerados como a alternativa mais
completa para discriminar a variabilidade espacial das lavouras (MOLIN, 2002). No
entanto, a geração de mapas de produtividade confiáveis exige cuidados
operacionais e de tratamento dos dados.
A coleta de dados de produtividade pela colhedora deve ser acompanhada de
cuidados operacionais, uma vez que fatores como a largura efetiva de corte da
plataforma, entrada e saída da lavoura, número de manobras e a limpeza do sensor
de rendimento estão entre os mais importantes para a obtenção de dados confiáveis
(AMADO et al., 2007).
A colhedora deve possuir um sensor para registro da umidade dos grãos. A
importância do registro de umidade dos grãos na qualidade dos mapas de
produtividade foi anteriormente destacada por Pierce et al. (1997). Estes autores
relataram que a cultura do milho, na mesma lavoura e no mesmo dia de colheita,
apresentou variação de 10 a 15% no teor de umidade.
Outra dificuldade da AP na geração de mapas confiáveis está no sensor
utilizado. Os sensores acionados por impacto quando submetidos a grãos de
culturas com alta abrasividade, como a do arroz irrigado, tem sua vida útil diminuída
e mascaram o resultado de produtividade da lavoura. Trabalhos com sensores óticos
estão em desenvolvimento para determinação da produtividade para culturas
abrasivas onde o sensor por impacto não é confiável (DURIGON, 2009 -
comunicação pessoal).
Segundo Molin (2004), a falta de definições de direção do mercado com
relação ao nível tecnológico a se adotar e fragilidade em alguns parâmetros de
recomendação, especialmente ligados à inconsistência da variabilidade espacial e
temporal nas lavouras e baixas correlações entre possíveis causas e efeito, têm
levado muitos empreendimentos a serem revistos ou mesmo encerrados.
Ainda conforme o autor acima os monitores de produtividade, controladores
de taxa variada, receptores de GPS, etc, em nosso meio têm um custo adicional por
serem importados. Este tem sido um dos entraves da adoção dessas tecnologias,
por se tratar de valores, por vezes irreais, em função da baixa escala de produção e
de comercialização no país, bem como de custos agregados associados às longas
21
distâncias que, por sua vez, são associadas à instalação e assistência técnica
desses equipamentos. Custo tem sido um dos grandes entraves e, em alguns dos
segmentos, a falta de parâmetros para balizar o benefício, tem sido o outro limitador
da adoção.
2.6 Equipamentos utilizados em AP
Uma vez que o conceito de agricultura de precisão contempla o
gerenciamento localizado ou em zonas distintas na gleba, segundo seus atributos,
há a necessidade de técnicas para se efetuar a análise espacial dos atributos e as
definições geográficas dessas zonas. A análise espacial é possível com a evolução
e a popularização de técnicas de georreferenciamento, a exemplo dos Sistemas de
Navegação Global por Satélites (SNGS), Sistemas de Informações Geográficas
(SIG) e de coleta automática de dados georreferenciados com os monitores de
produtividade (MOLIN, 2001).
Segundo Tavares et al. (2002) os instrumentos utilizados na agricultura de
precisão são:
? GPS - Sistema de Posicionamento Global - é um sistema de navegação
baseado em satélites que permite a identificação da posição de um objeto em um
determinado espaço através de coordenadas.
? Sensores: são os equipamentos necessários para a obtenção de dados em
tempo real para gerar os mapas de produtividade. Dentre os principais, pode-se
destacar: Sensores de Fluxo de massa com placa de impacto e potenciômetro;
Sensores de fluxo de massa com placa de impacto com célula de carga; sensores
de fluxo de massa volumétrico com luz infravermelha; e Sensor de fluxo de massa
com fonte radioativa.
? Receptor - sistema de antenas que recebe os sinais dos satélites do GPS e o
sinal de correção, que servirão para localizar instantaneamente a colhedora.
? Sensor de umidade - mede a umidade dos grãos que estão sendo colhidos
naquele ponto.
22
? Sensor de massa - mede a quantidade de grãos que estão sendo colhidos
naquele ponto.
? Processador - recebe os três dados citados acima correlacionando-os e
registrando-os em um cartão magnético (similar a um disquete). Os dados
armazenados no cartão magnético são transferidos a um computador e tratados por
um software específico, que elaborará então o mapa de produtividade. Neste mapa,
cada local (site) será representada por um ponto que receberá uma coloração de
acordo com a produtividade específica nele encontrada (por exemplo, pontos com
maiores produtividades representados pela cor verde e com menores pela cor
vermelha).
2.7 População de plantas
A produtividade das culturas é influenciada por vários fatores sendo a
população de plantas um destes.
Segundo Zanine (2004) as plantas podem competir entre si (intraespecífica) e
com outras plantas (interespecíficas) pelos recursos do meio (luz, água, nutrientes,
CO2, etc.).
Gomes et al. (2002) em trabalho realizado na cultura do arroz, afirmam que
altas populações de plantas não garantem altas produtividades, pois nesta condição
embora o numero de panículas possa ser maior, estas são constituídas por um
numero menor de espiguetas.
Marzari et al. (2007) afirmam que com populações de plantas elevadas, a
competição intraespecífica pode ocorrer desde o estabelecimento inicial das
plântulas, determinando o número de plântulas sobreviventes, anulando seu efeito
sobre o rendimento de grãos ao final do cultivo.
A baixa densidade de semeadura pode afetar a população de plantas no seu
estabelecimento, no entanto, o arroz apresenta característica de plasticidade. De
acordo com Souza et al. (1999), a plasticidade está associada ao maior número de
panículas por área sob populações de plantas mais elevadas e ao maior tamanho
das panículas nas populações menores.
23
No que tange à densidade de semeadura, o recomendado para o cultivo do
arroz irrigado na Região Sul do Brasil, para o sistema de semeadura em linha, é de
400 a 500 sementes aptas por metro quadrado, a fim de garantir população inicial de
200 a 300 plantas por metro quadrado, uniformemente distribuídas (SOSBAI, 2007).
2.8 Mapas de produtividade
O mapa de produção é apenas uma etapa de todo o processo que envolve o
manejo localizado e representa o efeito combinado de diversas fontes de
variabilidade espacial e temporal. Uma parte desta variabilidade pode ser atribuída a
fatores que são constantes ou variam lentamente, enquanto outros fatores são
transitórios, mudando em sua importância e distribuição espacial e temporal de uma
safra para outra (CAPELLI, 2003).
O método que permite a geração dos mapas detalhados de produtividade
exige uma certa sofisticação para a obtenção dos dados essenciais. Inicialmente
assume-se que o mapa de produtividade de um talhão é um conjunto de muitos
pontos. Cada ponto representa uma pequena porção da lavoura (MOLIN, 2008).
Ao interpretar um mapa de produção com a finalidade de futuro
gerenciamento localizado do campo, deve-se levar em conta principalmente as
causas consistentes de variabilidade, já que para as que não persistem no tempo
pode-se ter pouco ou nenhum controle. Aqui aparece uma das primeiras dificuldades
que consiste na identificação e na separação de cada uma dessas classes de
variabilidade (BORÉM et al., 2000).
Ainda neste sentido, a próxima dificuldade encontra-se na investigação das
causas consistentes. Estas causas só podem ser compreendidas acompanhando-se
e analisando-se os possíveis fatores que influenciam na variabilidade durante safras
seguidas. Com esta metodologia esperam-se resultados a partir da terceira safra e
solução do problema da uniformidade da produção possivelmente após a quinta
colheita (DURIGON, 2007).
24
2.9 Técnicas geoestatísticas utilizadas em agricultura de precisão
As técnicas da geoestatística trabalham com problemas de espacialização de
variáveis e representam uma promissora ferramenta para trabalhos em Sistema de
Informação Geográfica em três aplicações básicas: (a) estimativas: para inferir
atributos em pontos diferentes daqueles originais, isto é, onde estes não foram
coletados; (b) previsões: para detectar tendências e locais de máximos e mínimos;
(c) desenhos de experimentos: para otimizar a segmentação da área em unidades
de espaço (VALERIANO & PRADO, 2001).
Segundo Bourennane et al. (2004), as técnicas geoestatísticas multivariadas,
como a análise de krigagem, são satisfatórias em fornecer medidas quantitativas de
interações complexas entre propriedades de solo e pode ser particularmente útil
para formulação de hipóteses da causa da variabilidade. Deste modo, um melhor
manejo da variabilidade espacial e temporal associado com todos os aspectos do
manejo localizado, torna-se possível melhorar o desempenho da cultura e a
qualidade ambiental.
A krigagem é um método que permite estimar o valor desconhecido associado
a um ponto, área ou volume, a partir de um conjunto de n dados disponíveis
(MOLIN, 2007).
Ainda conforme o mesmo autor, a krigagem é o procedimento que permite
calcular os ponderadores para uma dada configuração, com mínima variância de
krigagem.
A krigagem é feita após a conclusão dos estudos geoestatísticos, os quais
poderão, inclusive, indicar a não aplicação desse método se o comportamento da
variável regionalizada for totalmente aleatório. Os estudos geoestatísticos levam à
definição de um modelo de variograma, que servirá para inferir os valores de
variância e covariância que serão utilizados pelos métodos geoestatísticos de
interpolação (OLEA, 1999).
Outro método para analisar as correlações espaciais e determinar a escala de
dependência espacial entre propriedades do solo é executar a análise de co-
regionalização. Esta técnica geoestatística descreve e resume as relações espaciais
das propriedades do solo selecionadas. Estudos prévios mostraram claramente que
25
uma análise de co-regionalização seria mais esclarecedora que uma análise
geoestatística univariada (BOCCHI et al. 2000).
A escala de variação do rendimento da cultura pode ser relacionada às
propriedades de solo. Isso tem implicações importantes para o manejo localizado no
sentido de que dados auxiliares como o rendimento, o qual é facilmente obtido por
muitos produtores, poderia fornecer informação sobre a escala de variação das
propriedades de solo (DURIGON, 2007).
2.10 Correlações entre atributos de solo e produtividade
O manejo localizado difere do manejo agrícola tradicional por tentar identificar
e mostrar a variabilidade espacial do solo e exigências da cultura em escala dentro
do campo (DURIGON, 2007).
As propriedades do solo que limitam o rendimento podem ser manejáveis ou
não manejáveis. As propriedades manejáveis podem ser alteradas para evitar que
as mesmas limitem o rendimento. Os fatores não manejáveis praticamente não
podem ser alterados e determinarão o potencial máximo de rendimento atingível em
um local. Como as exigências da cultura variam com o rendimento, as necessidades
específicas de manejo mudarão, dependendo dos potenciais de rendimentos, por
exemplo, o requerimento de fertilizante pode ser reduzido em áreas de baixo
rendimento (SHATAR & MCBRATNEY, 1999).
Em trabalho realizado com a cultura do arroz com manejo localizado, na safra
2004/2005, Durigon (2007) obteve correlações positivas entre os nutrientes cálcio e
magnésio com a produtividade de arroz irrigado, sendo estas correlações de 38% e
36%, respectivamente.
Ainda segundo o mesmo autor, as maiores correlações negativas entre a
produtividade de arroz irrigado e os atributos químicos do solo, analisados na safra
2004/2005, foram verificados para o alumínio trocável e para a saturação de
alumínio, as quais foram de -20% e -38%, respectivamente.
26
2.11 Zonas de manejos
O solo é um sistema complexo onde sua qualidade, segundo Vezzani (2001),
é considerada alta quando a interação entre os subsistemas minerais, plantas e
microorganismos estão organizados em nível alto de ordem. Como a interação entre
as características químicas, físicas e biológicas não são constantes em todos os
pontos de uma lavoura, isso pode refletir nas diferenças de produtividade dentro de
uma propriedade.
Haja vista a heterogeneidade na área objetiva-se com ferramentas de
Agricultura de Precisão, como mapas de produtividade, definir diferentes zonas de
manejo a fim de otimizar a produção através de intervenções que levem em conta as
necessidades e potencialidades de cada zona. (SCHENATO et al., 2004).
Segundo Londero et al. (2007) as zonas de manejo ou zonas de aplicação de
insumos, no contexto da AP, são referentes a regiões geográficas que possuem
características químicas de solo com menor heterogeneidade.
2.12 Aplicação de insumos a taxa variável
A aplicação de fertilizantes à taxa variável baseado na variabilidade nas
propriedades do solo de um campo tem o potencial para reduzir sub e super
aplicações de fertilizantes, e assim melhorar a eficiência de uso de fertilizantes, o
rendimento das culturas e o lucro líquido da propriedade (FIEZ et al., 1994).
Na solução dos impasses de fertilidade, a aplicação de fertilizantes a taxa
variável é, hoje, uma necessidade, razão por que se desenvolvem tecnologias para
aplicações em taxa variada atuando-se diretamente sobre as variações espaciais e
temporais; para isto, são montados dispositivos em máquinas de aplicação que
comandam as decisões de variação da aplicação, processando os dados dos
sensores (TDP, velocidade, posição no campo etc) e os dados inseridos pelo
usuário aplicando-se, portanto, a dose necessária (DALLMEYER & SCHLOSSER,
1999).
27
O controle da aplicação dos insumos é feito por dispositivos responsáveis
pela variação da vazão, montados em equipamentos especializados para aplicação,
principalmente de produtos sólidos, ou mesmo em semeadoras-adubadoras, e
normalmente acionados por potência hidráulica (MOLIN et al., 2006).
Durigon (2007) em trabalho realizado com aplicação de calcário à taxa
variável na cultura do arroz irrigado, verificou que é viável economicamente aplicar
as técnicas de manejo localizado na cultura do arroz irrigado, pois a receita obtida
com a economia em calcário, somada ao aumento de produtividade de grãos,
resultou em uma receita total de R$ 143,40 ha-1, enquanto o custo total foi de
R$41,30 ha-1. Isto proporcionou um lucro de R$ 102,10 ha-1, o que equivale a
aproximadamente 308 Kg. ha-1 de arroz e uma lucratividade de 71% com a aplicação
de calcário à taxa variável.
28
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização da área experimental
O presente trabalho foi realizado no município de Cachoeira do Sul, localizado
na Depressão Central do Estado do Rio Grande do Sul (figura 2), distante 196 km de
Porto Alegre e 110 km de Santa Maria, em uma lavoura comercial de arroz irrigado,
com coordenadas 30º 12’ 01” de latitude sul e 52º 57’25” de longitude oeste,
pertencente a agropecuária Harmonia. O clima da região segundo a classificação de
Köeppen é Cfa.
Figura 2 - Mapa do Estado do Rio Grande do Sul com a localização do
município de Cachoeira do Sul
29
A área total utilizada no experimento foi de 26.84 hectares, em solo do tipo
Planossolo Hidromórfico Eutrófico Típico pertencente a unidade de mapeamento
Vacacaí, a qual caracteriza-se por apresentar as seguintes características: fertilidade
baixa a moderada, apresentando normalmente baixos teores de matéria orgânica e
de fósforo, presença de um horizonte B textural, com incremento no teor de argila do
horizonte E para o B.
3.2 Mapeamento da área e georreferenciamento das amostras
Utilizou-se para a medição da área o GPS de navegação da marca GARMIM
– Legend (figura 3), com o qual os vértices da área foram demarcados (figura 4). A
malha de amostragem utilizada foi de 3,35 hectares, ou seja, realizou-se a
amostragem de cada ponto com um espaçamento de 183,16 x 183,16 metros, sendo
dessa forma realizados 8 pontos amostrais (figura 5).
Para a geração da malha de amostragem utilizou-se o software “Sistema
Agropecuário CR – Campeiro 6 “ criado pelo setor de Geomática do Departamento
de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria.
30
Figura 3 - GPS de navegação da marca GARMIM – Legend
Figura 4 - Mapa do contorno da área do experimento
31
Figura 5 - Mapa da malha de amostragem com os pontos
georreferenciados para coleta de amostras de solos
3.3 Determinação de atributos químicos do solo
A amostragem de solo foi realizada através da coleta de 3 sub-amostras por
ponto da malha de amostragem, com uma pá de corte na profundidade de 0 - 0,2
metros, para compor a amostra enviada para o Laboratório de Análise de Solos da
UFSM, integrante da Rede Oficial de Laboratórios de Análise de Solos (ROLAS). A
coleta das amostras de solos ocorreu no dia quatorze de abril de dois mil e sete
(14/04/2007).
Após a coleta, o solo foi destorroado manualmente e colocado a sombra e em
local ventilado para que a amostra transformasse em terra final seca ao ar (TFSA).
No dia quatorze de maio de dois mil de sete (14/05/2007) as amostras foram
levadas ao laboratório de análise de solos da UFSM.
No dia trinta de maio de 2007 (30/05/2007) o laudo das análises foi emitido.
32
A interpretação dos dados foi feita com base nas recomendações técnicas do
V Congresso Brasileiro de Arroz Irrigado e XXVIII Reunião da Cultura do Arroz
Irrigado (SOSBAI, 2007) e no Manual de Adubação e Calagem para os Estados do
Rio Grande do Sul e Santa Catarina (COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO
RS/SC, 2004).
Os resultados da análise de solo foram usados para elaborar os modelos
digitais (mapas) específicos para cada atributo químico do solo.
Como testemunha somou-se e dividiram-se todos os nutrientes dos oito
resultados das análises para a composição de uma análise média da lavoura, para
simular uma única análise. Esta foi utilizada para o cálculo da adubação e calagem a
taxa fixa.
3.4 Determinação da zona de manejo
A escolha das diferentes zonas de manejo baseou-se na variabilidade do
atributo químico fósforo (P). Segundo o Manual de Adubação e Calagem para os
estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina (2004), o fósforo, no sistema de
semeadura em solo seco, para a cultura do arroz irrigado, deve ser aplicado e
incorporado todo na semeadura. Isso porque o P é um elemento pouco móvel no
solo e com a sua incorporação este fica mais disponível às plantas.
Apesar de o fósforo ser o décimo segundo elemento químico mais abundante
na crosta terrestre (SCHULZE, 1989), é o segundo elemento que mais limita a
produtividade nos solos tropicais. Esse comportamento é conseqüência de sua
habilidade em formar compostos de alta energia de ligação com os colóides,
conferindo-lhe alta estabilidade na fase sólida. Assim, mesmo que os teores totais
do elemento no solo sejam altos em relação aos necessários para as plantas,
apenas uma pequena fração deste tem baixa energia de ligação que possibilita sua
dessorção e disponibilidade às plantas.
Através do software Campeiro 6, delimitaram-se as coordenadas das
diferentes zonas de manejo com base no mapa de P (figura 6) e adicionou-se ao
GPS. Após isto as zonas de manejos foram delimitadas no nível de campo com
balizas (figura 7).
33
Figura 6 - Mapa de P, utilizado para determinação das zonas de manejos
Figura 7 - Balizas delimitando as zonas de manejos
34
Dessa forma, dividiu-se a área em quatro zonas de manejo (figura 8) sendo
elas: zona 1 ( com Fósforo no nível alto), duas zonas 2 (com fósforo no nível médio)
e zona 3 (área com fósforo no nível baixo).
A zona 1, que apresentava P no nível alto, abrange uma área de 20,65
hectares; a zona 2, que apresentava P no nível médio, abrange uma área de 4,84
hectares; já a zona 3, que apresentava P no nível baixo, abrange uma área de 1,35
hectares.
Figura 8 - Mapa com as diferentes zonas de manejo
3.5 Manejo da cultura do arroz
3.5.1 Sistema de cultivo e preparo do solo
35
O sistema de preparo do solo utilizado foi o cultivo mínimo. O solo foi
preparado no período de verão, durante o período de pousio da área, durante os
meses de janeiro e de fevereiro de 2007.
Utilizaram-se grades niveladoras e posteriormente a plaina para correção do
micro relevo.
3.5.2 Característica e escolha da cultivar
A cultivar de arroz utilizada foi IRGA 422 CL, a qual possui tolerância ao
herbicida Only, sendo recomendada exclusivamente para o sistema de produção
Clearfield, cujo principal objetivo é o controle do arroz vermelho. As principais
características da cultivar IRGA422CL são apresentadas no apêndice 1.
A escolha deste sistema de produção foi devido a alta infestação de arroz
vermelho existente na área.
3.5.3 Dessecações
Foram realizadas duas dessecações seqüenciais antes da semeadura para
controle de plantas daninhas, sendo a primeira realizada no dia 12 de setembro de
2007 e a segunda no dia 26 de outubro de 2007.
O produto utilizado foi o Glyfosato sendo nas duas aplicações colocadas 2,67
litros por hectare.
3.5.4 Época de semeadura
A época de semeadura obedeceu às Recomendações Técnicas para a
Cultura do Arroz Irrigado: Recomendações técnicas da pesquisa para o Sul do Brasil
IV Congresso Brasileiro de Arroz Irrigado XXVI Reunião da Cultura do Arroz Irrigado.
36
A semeadura foi realizada no dia 26 de Outubro de 2007, dentro do período
recomendado pela pesquisa para obtenção de alta produtividade. Realizou-se esta
em linha e em solo seco, utilizando-se uma semeadora de fluxo contínuo, cujo
mecanismo dosador de sementes é um cilindro acanalado, com espaçamento
entrelinhas de 0,17 metros.
3.5.5 Densidade de semeadura e população de plantas
A densidade de semeadura foi de 100 Kg ha-1, o que proporcionou
aproximadamente 345 sementes por metro quadrado e 58 sementes por metro
linear.
A emergência completa do arroz ocorreu dia 14 de novembro de 2007, 19
dias após a semeadura. O atraso na emergência ocorreu devido ao solo estar frio.
A avaliação do número médio de plantas por metro linear foi realizada quando
a cultura encontrava-se no estádio vegetativo com três folhas (V3).
Utilizou-se para a determinação da população de plantas uma régua com 98
centímetros de comprimento. A contagem foi feita em seis linhas de semeadura
espaçadas entre si em 0,17 metros e nos 98 centímetros, totalizando um metro
quadrado.
3.5.6 Adubação de base
A recomendação de adubação baseou-se nas recomendações de adubação
da Sociedade Sul - Brasileira de Arroz Irrigado (SOSBAI) 2007 e no Manual de
Adubação e Calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina
(2004). No experimento adubou-se visando um incremento de produtividade de
quatro toneladas por hectare.
Quanto ao nitrogênio, não foi aplicado diferentes doses na lavoura, pois
todas as zonas de manejo apresentavam matéria orgânica considerada baixa. O
total que foi aplicado desse nutriente foi de 120 kg ha-1.
37
Para o fósforo a quantidade total aplicada deste nutriente variou conforme a
zona de manejo, sendo aplicado 40 kg ha-1 de P2O5- na zona de manejo 1, 50 kg ha-1
de P2O5- nas zonas de manejo 2 e 60 kg ha-1 de P2O5
- na zona de manejo 3.
Para suprimento do potássio considera-se além da quantidade de K na
amostra, a CTC ph7. Na área experimental metade dos pontos amostrados foram com
CTCpH7 acima de 15 cmolc dm-3 e a outra metade abaixo de 15 cmolc dm-3. No
entanto, estes apresentam valores muito próximos a 15 e dessa forma, considerou-
se todos os pontos com CTCpH7 acima de 15 cmolc dm-3. Com isso, o total de K20-
aplicado na lavoura não variou entre as zonas de manejo, pois toda a área foi
considerada com potássio no nível baixo e a dose deste nutriente aplicado foi de 110
kg ha-1 de K20-.
Utilizou-se a fórmula 04-17-27 (Turbo Extra 455-Sul). A adubação de base
variou conforme a zona de manejo. Na zona de manejo 1 (com fósforo no nível alto)
foi colocado 235 kg ha-1, nas zonas 2 (com fósforo no nível médio) adicionou-se 294
kg ha-1 e na zona 3 (com fósforo no nível baixo) foi colocado 353 kg ha-1 do adubo
acima citado.
Devido à variação da doses na semeadura, como se utilizou apenas uma
fórmula para adubação de base, onde foi colocado mais fósforo adicionou-se
também mais nitrogênio e mais potássio.
A necessidade de P foi suprida toda na semeadura e as de nitrogênio e de
potássio foram supridas posteriormente durante a aplicação a lanço.
3.5.7 Controle de plantas daninhas
A aplicação de herbicida foi realizada no dia 1 de dezembro de 2007. Utilizou-
se o herbicida Only (Imazetapyr + Imazapic) como pós-emergente, na dose de 1 litro
por hectare. No momento da aplicação a planta encontrava-se com três folhas, ou
seja, em V3.
38
3.5.8 Adubação de cobertura
Utilizou-se na adubação de cobertura a uréia (46-00-00) como fonte de
nitrogênio e o Cloreto de Potássio (00-00-60) como fonte de potássio. Esta
suplementação foi feita visando suprir as doses de potássio e nitrogênio que
variaram na semeadura. Para aplicação destas utilizou-se dois tratores com dois
distribuidores pendulares.
Foram realizadas duas suplementações, sendo que na primeira foi adicionada
toda a quantidade que restava para suprir potássio e foi aplicado também parte do
nitrogênio. Estas aplicações ocorreram no dia primeiro de dezembro de 2007,
quando as plantas de arroz encontravam-se no estádio vegetativo com três folhas
(V3).
Posteriormente no dia oito de janeiro de 2008 foi feita a última aplicação de
nitrogênio, quando a planta encontrava-se com nove folhas (V9), desta vez com taxa
única, utilizando-se a aviação agrícola.
Tabela 1 - Quantidade de adubo e de nutrientes em cada zona de manejo
Zonas de manejo 1 (P alto) 2 (P médio) 3 (P
baixo) Quantidade
(kg ha-1) 235 294 353
N 9 12 14 P2O5
- 40 50 60 Adubo de base
K2O- 63 79 95
N 79 76 74 1a Adubação de cobertura (V3)
K2O- 47 31 15
2a Adubação de cobertura (V9) N 32 32 32
N 120 120 120 P2O5
- 40 50 60 Total
K2O- 110 110 110
39
3.5.9 Irrigação
O início da irrigação foi no dia 2 de dezembro de 2007, 18 dias após a
emergência, quando a planta encontrava-se no estádio V3. A supressão da irrigação
ocorreu no dia 7 de março de 2009.
3.6 Amostragem de plantas de arroz para estimativa da produtividade
da cultura
Para a amostragem de plantas de arroz irrigado para estimativa da
produtividade da cultura utilizou-se a mesma malha utilizada para a amostragem de
solo, ou seja, uma amostra de produtividade a cada 3,35 hectares, totalizando oito
amostras. Estas foram feitas através da coleta manual de três sub-amostras de
plantas por ponto em uma área de um metro quadrado, totalizando uma área colhida
de três metros quadrado por ponto. Utilizou-se para a determinação da área de
coleta das panículas uma régua com 98 centímetros de comprimento. A coleta foi
feita no dia 16 de março de 2008, em seis linhas de semeadura espaçadas entre si
em 0,17 metros e nos 98 centímetros, totalizando um metro quadrado.
Depois de colhidas as amostras foram colocadas em sacos de plástico com a
referida identificação (figura 9). Após foi feita a debulha manual (figura 10) de cada
amostra, realizada a retirada de impurezas através de peneiras e com o uso de um
ventilador. Após limpas as amostras foi feita a pesagem e a determinação da
umidade, e a correção da umidade dos grãos para 13% de umidade. Os resultados
obtidos foram utilizados para a determinação do mapa de produtividade da cultura.
40
Figura 9 - Amostras colhidas
Figura 10 - Debulha manual das amostras de arroz
3.7 Aplicação de insumos por zonas de manejo
Um dos objetivos do trabalho foi de utilizar técnicas de agricultura de precisão
em lavoura de arroz irrigado com a mínima aquisição de equipamentos. Com isso
utilizou-se a semeadora existente na propriedade (Semeato TDNG 320). Esta
semeadora não proporciona a aplicação à taxa variável, no entanto a variação nas
41
doses de nutrientes baseou-se na aplicação de diferentes doses de adubo por
hectare.
Como se utilizou apenas uma fórmula de adubação de base, variando as
doses, variou também as quantidades de outros nutrientes.
As doses de adubo foram supridas de forma a fornecer toda a quantidade de
P na base. Com isso, onde foram colocadas doses maiores de P na base, por
conseqüência adicionou-se também doses maiores de outros nutrientes como, por
exemplo, nitrogênio (N) e potássio (K).
Para o fornecimento das doses desejadas destes nutrientes foi feita a
aplicação de cobertura de N e de K à lanço nas diferentes zonas de manejos. As
fontes utilizadas para suplementação destes nutrientes foram a uréia (46-00-00) e o
cloreto de potássio (00-00-60). Como veículo para a distribuição utilizou-se 2
distribuidores pendulares acopladas no sistema hidráulico de dois tratores (figura
11).
Figura 11 - Tratores com semeadoras pendulares
3.8 Elaboração e correlação de modelos digitais
Os resultados das análises de atributos do solo, de variáveis de população de
plantas e de produção da cultura do arroz irrigado foram utilizados para a elaboração
42
de modelos digitais (mapas) através do software “Sistema Agropecuário CR –
Campeiro 6”.
O método geoestatístico de interpolação utilizado na elaboração dos modelos
digitais foi a krigagem, com raio máximo de pesquisa de 250 metros. Este método
geoestatístico de interpolação é um processo de estimação de valores de variáveis
distribuídas no espaço a partir de valores, sendo bastante importante e utilizado
quando a densidade de pontos amostrais é pequena e para variáveis de custo
elevado ou de difícil determinação (DURIGON, 2007).
As correlações entre os modelos digitais foram determinadas baseadas no
método de correlação de Pearson, ao nível de probabilidade de 5%, através do
software “Sistema Agropecuário CR – Campeiro 6”. Para tanto, os modelos digitais
selecionados para gerar correlações entre si eram espacialmente idênticos, isto é,
com a mesma origem, mesmo espaçamento e mesmo numero de linhas e de
colunas.
3.9 Determinação da diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e
a por zonas de manejos
A análise econômica foi realizada apenas na parte da adubação e calagem,
pois nos demais tratos culturais o manejo foi igual. O custo das análises de solos foi
incluído juntamente com os de adubação, desta forma não incluindo estes na
calagem.
A comparação dos custos entre a adubação a taxa fixa e variável foi feito
com base no resultado das análises de solos. Como recomendação da análise a
taxa fixa considerou-se a média de cada elemento nas oito amostragens e utilizou-
se esta como testemunha. Para determinação dos custos na aplicação por zonas de
manejo considerou-se a análise de solo de cada zona.
Segundo a média das análises de solos as necessidades de nutrientes pela
cultura na taxa fixa seriam de: 120 kg de N, 40 kg de P2O5- e 110 kg ha-1 de K2O.
Estes seriam supridos por 235 kg ha-1de adubo (04-17-27), 240 kg ha-1 de
uréia (46-00-00) e 78 kg ha-1 de cloreto de potássio.
43
Na adubação por zonas de manejo, as necessidades de nutrientes pela
cultura foram: 120 kg ha-1 de N, 40, 50 e 60 kg ha-1 de P2O5- e 110 kg ha-1 de K2O.
O preço do adubo, da uréia e do cloreto de potássio adquiridos pelo produtor
foram, respectivamente, 756, 742 e 618 reais a tonelada.
3.10 Diferença de custo entre a aplicação de calcário a taxa fixa e por
zonas de manejos
Não foi realizada a calagem porque quando as análises de solos foram
recebidas do laboratório de análise de solos a área já se encontrava preparada,
pronta para a semeadura.
No entanto, foi realizada a estimativa de calcário a taxa fixa comparada com a
por zonas de manejos.
Para a comparação entre a diferença de custo entre a aplicação de calcário a
taxa fixa e por zonas de manejos utilizou-se o índice SMP das análises de solos e
calculou-se a necessidade de calcário para elevar o pH até 5,5. Para a taxa fixa
utilizou-se a média das oito análises de solos.
Para a calagem a taxa variável dividiu-se a área em 4 zonas de manejos
segundo o índice SMP. Este variou de 5,1 a 5,9, dessa forma as zonas de manejo
foram: zona de manejo de calcário 1: 5,1 a 5,2 ; zona de manejo de calcário 2: 5,3 e
5,4; zona de manejo de calcário 3: 5,5 e 5,6; zona de manejo de calcário 4: 5,7, 5,8
e 5,9.
O preço do calcário em junho de 2007 foi de 35 reais a tonelada do calcário
dolomítico e utilizaram-se estes valores para realização do cálculo de calagem.
44
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Estimativa de produtividade de arroz irrigado
Os dados de estimativa de produtividade da cultura de arroz irrigado
mostraram variabilidade espacial (Figura 12).
Figura 12 - Mapa com estimativa de produtividade de arroz irrigado
A produtividade mínima verificada foi de 7000 kg ha-1, a média 8454 kg ha-1 e
a máxima de 9000 kg ha-1, apresentando um Coeficiente de Variação (CV) entre os
pontos amostrais de 7,3% (Tabela 2).
45
Tabela 2 – Coeficiente de Variação (CV) encontrado na estimativa de
produtividade de arroz irrigado.
Ponto kg ha-1 204 8666 205 7000 302 8666 303 8666 304 8300 402 8666 403 9000 502 8666
Média 8454 DP 617 CV(%) 7.3
Tabela 3 - Estimativa de produtividade de arroz irrigado em cada ponto da malha de amostragem e média do experimento.
Pontos Produtividade (kg ha-1) 204 8666 205 7000 302 8666 303 8666 304 8300 402 8666 403 9000 502 8666
Média 8454
Verificou-se que a área com manejo da cultura do arroz irrigado utilizando
técnicas de agricultura de precisão, proporcionou uma produtividade de arroz
superior a média do município de Cachoeira do Sul (Figura 13).
46
Figura 13 - Produtividade média de arroz obtida no município de
Cachoeira do Sul – RS (fonte IRGA 2008), no experimento e a diferença entre elas.
Vários fatores contribuíram para a diferença de produtividade entre o
experimento e a média do município. Destacam-se entre os principais fatores, a
semeadura dentro da época preconizada pela pesquisa quando grande parte das
lavouras do município de Cachoeira do Sul ainda é semeada fora da época
preferencial. Como a lavoura do experimento foi semeada dentro da época
recomendada, pode aproveitar melhor a radiação solar nos períodos que a planta
mais necessita.
Outro fator muito importante foi o controle precoce de plantas daninhas, em
especial o do arroz vermelho, que causa perdas muito grandes na produtividade da
cultura orizícola. Quanto mais cedo as plantas daninhas são controladas, maior é a
eficiência no seu controle e maior é a produtividade da cultura.
47
4.2 Correlações entre atributos químicos do solo e estimativa de
produtividade de arroz irrigado
As correlações entre os atributos químicos do solo e a estimativa de
produtividade de arroz variaram, encontrando-se valores positivos e negativos
(Tabela 4).
Tabela 4 - Correlação entre atributos químicos do solo e a estimativa de produtividade de arroz irrigado1.
Atributos do solo Correlação com a produtividade de arroz irrigado (%)
MO 83,6 Zn 82,8 P 77,4
Cu 56,6 B 37,9 S 36,7
Al% 25,8 CTCpH7 25,4
Al 14,9 PH 13,8 Ca 12,7 K -40,9
SMP -43,2 V% -49,2
Argila -60 Mg -73,4
1Correlações obtidas com 8 pontos amostrais pelo método de Pearson ao nível de probabilidade de 5%
O nutriente que apresentou maior correlação positiva com a produtividade foi
a matéria orgânica (MO), sendo esta de 83,6%. O nutriente que apresentou maior
correlação negativa com a produtividade foi o magnésio, sendo esta de 73,4%.
A matéria orgânica do solo é a principal fonte no solo de nitrogênio para as
plantas. Este elemento é considerado como o mais importante para as plantas da
família gramínea, atuando principalmente no estímulo ao perfilhamento.
48
Além de ser a principal fonte de nitrogênio no solo a matéria orgânica
proporciona outras vantagens como a estabilidades dos agregados, aumenta a
infiltração e a retenção de água no solo, aumenta a capacidade de trocas de cátions
(CTC) e disponibilidade de nutrientes, além de aumentar a atividade biológica do
solo.
Segundo Gomes & Magalhães Jr. (2004), o nitrogênio disponível do solo é
praticamente todo proveniente da decomposição e mineralização da matéria
orgânica, realizada por microrganismos que transformam o N orgânico nas formas
amoniacais (NH4+) e nítricas (NO3
-), aproveitáveis pelas plantas. Diante disso, uma
avaliação simplista do grau de disponibilidade de nitrogênio no solo é baseada na
análise do teor de matéria orgânica do solo.
Trabalho realizado por Machado (1993) relacionando os teores de matéria
orgânica do solo e produtividade em arroz irrigado não encontrou um bom
ajustamento na relação das variáveis estudadas. Isto porque o processo de
liberação do nitrogênio das formas orgânicas do solo varia em função da quantidade
e da qualidade da matéria orgânica; da quantidade e da natureza de compostos
oxidados; da presença de substâncias tóxicas; das condições ambientais; de outros
atributos do solo, como textura, disponibilidade de nutrientes e pH e de práticas de
manejo, que determinam a atividade dos microrganismos decompositores e
mineralizadores da matéria orgânica (GOMES & MAGALHÃES JR., 2004).
Ressalta-se que a maioria dos trabalhos relacionando o teor de matéria
orgânica e produtividade da cultura do arroz disponíveis na literatura foram
realizados nas décadas de 80 e 90, quando os tetos de produtividades e
principalmente o manejo era diferenciado do atual.
Contudo, mesmo que os trabalhos de pesquisa afirmem que não existe
correlação entre o teor de matéria orgânica do solo e a produtividade, não devemos
ignorá-la, pois esta além do fornecimento de nitrogênio para as plantas interfere
também em outros fatores diretamente ligados à produtividade da cultura do arroz,
como por exemplo, população de microorganismos do solo, estruturação do solo,
capacidade de trocas de cátions entre outros.
O atributo químico de solo que apresentou a maior correlação negativa foi o
magnésio. Este elemento é responsável pela ativação enzimática, estabilidade de
ribossomos, fotossíntese e faz parte da clorofila.
49
Todos os pontos amostrais do magnésio encontravam-se acima do teor
crítico. No entanto, estes níveis não eram tão altos a ponto de causar diminuição da
produtividade.
O fato de o magnésio ter sido o atributo químico de solo com maior correlação
negativa pode ser explicado pelo fato de o ponto que apresentou maior teor de Mg
no solo coincidir com o ponto de menor produtividade. No entanto, verificou-se no
decorrer da lavoura que a produtividade neste ponto foi muito influenciada por outro
fator que foi a lâmina d’água, o que mascarou o efeito de outros atributos de solo
afetando negativamente principalmente no magnésio.
Durigon (2007) em trabalho realizado encontrou correlação positiva de 36%
entre a produtividade de arroz e o teor de magnésio no solo na safra 2004/2005 e de
31% na safra 2005/2006.
Figura 14 - Mapa de matéria orgânica
50
4.3 Correlações entre plantas por metro quadrado e estimativa de
produtividade de arroz irrigado
A produtividade de arroz irrigado mostrou correlação positiva de 86,5% com a
população de plantas, indicando que áreas com menores populações de plantas
resultaram em menores produtividades da cultura (Figura 15).
Figura 15 - Mapa da população de plantas por metro quadrado
Obteve-se em média 248 plantas por metro quadrado. Isto significa que a
população de plantas ficou dentro do esperado, já que a SOSBAI (2007) afirma que
o ideal é obter uma população inicial de 200 a 300 plantas por metro quadrado.
Observa-se no experimento (Tabela 5) que no único ponto amostrado que
teve população de plantas menor do que o ideal foi onde se obteve a menor
produtividade na área.
O que pode ter provocado a diminuição de produtividade na parte do
experimento com menor número de plantas foi que este local é a parte mais baixa
da área, e durante o ciclo da cultura quando ocorriam precipitações esta parte da
51
área ficava com uma lamina d’água muito alta. Neste experimento não se avaliou a
altura da lâmina d’água, mas observou-se que esta pode ter contribuído para que a
capacidade de perfilhamento das plantas de arroz fosse menor.
Oelke & Mueller (1969) verificaram redução na produção de grãos mediante o
uso de lâminas de água de 8 e 18 cm, não ocorrendo o mesmo com lâminas de 4
cm.
Durigon (2007), em trabalho realizado com arroz irrigado encontrou uma
correlação negativa de 18% entre a altura da lâmina de água e número de panículas
por metro quadrado.
Segundo a Embrapa (2005) a altura da lâmina de água deve variar entre 7,5 e
10 cm. Lâminas de água mais altas (>10 cm) aumentam o consumo de água, reduz
o número de perfilhos, as plantas de arroz se tornam mais altas, o que facilita o
acamamento, aumentam as perdas de água por percolação e infiltração lateral e
requerem maior consumo de água (> 10 mil m3 ha-1, para um período de 90 dias de
irrigação). Ainda segundo o mesmo autor o excesso de água na lavoura nas fases
iniciais de desenvolvimento do arroz prejudica a germinação, afoga as plântulas e
inibe o perfilhamento.
Tabela 5 - Plantas por metro quadrado e estimativa de produtividade em cada ponto amostral
Pontos Plantas por
metro quadrado
Estimativa de produtividade
(kg ha-1)
204 247 8666 205 198 7000 302 276 8666 303 265 8666 304 235 8300 402 259 8666 403 247 9000 502 253 8666
52
4.4 Diferença de custo entre a adubação à taxa fixa e a por zonas de
manejos
Ocorreu diferença no custo entre a adubação à taxa fixa (Tabela 6) e a por
zonas de manejo (Tabela 7). A adubação por zonas de manejo apresentou um custo
maior do que a adubação por zonas de manejo, sendo valor de 393,36 R$, ou seja,
de 14,66R$ ha-1. No entanto, cabe ressaltar que a adubação a taxa fixa não
suplementaria toda a necessidade de nutrientes requeridos em alguns pontos da
área o que pode afetar a produtividade da área.
Verificou-se ainda que ocorreu pouca variação na área sendo esta
considerada bastante homogênea, pois os níveis de potássio encontravam-se todos
no teor baixo, e os de fósforo estavam na maior parte da área no nível alto.
Tabela 6 - Custo da adubação a taxa fixa
Adubação a taxa fixa
Quantidades
(kg.ha-1) Área (ha) Total
Preço (R$/t)
Custo total(R$)
Adubo 235 26.84 6307.4 756 4768.39 Uréia 240 26.84 6441.6 742 4779.67
Cloreto de
Potássio 78 26.84 2093.52 618 1293.80
10841.86 Análise de solo 1 30 30.00
TOTAL 10871.86
53
Tabela 7 - Custo da adubação por zonas de manejos
Adubação por zonas de manejos
Quantidades
(kg.ha-1) Área (ha) Total Preço (R$/t)
Custo total(R$)
Adubo 235 20.65 4852.8 756 3668.68 Uréia 240 20.65 4956 742 3677.35
Zona de manejo
1 Cloreto de Potássio 78 20.65 1610.7 618 995.41
Adubo 294 4.84 1423 756 1075.76 Uréia 235 4.84 1137.4 742 843.95
Zona de manejo
2 Cloreto de Potássio 51 4.84 246.84 618 152.55
Adubo 353 1.35 476.55 756 360.27
Uréia 230 1.35 310.5 742 230.39 Zona de manejo
3 Cloreto de Potássio 25 1.35 33.75 618 20.86
11025.22
Análise de
solos 8 30 240.00
TOTAL 11265.22
4.5 Aplicação de calcário com taxa fixa e por zonas de manejo
Os resultados mostram que a aplicação de calcário com taxa fixa necessita
menor quantidade de calcário e conseqüentemente proporciona um custo menor
(852,92 R$ ou 31,71 R$ ha-1) do que na calagem por zonas de manejos. No
entanto, verifica-se que na aplicação de calcário a taxa fixa que existem partes da
lavoura que seriam super-calcariadas e outras que seriam sub-calcariadas,
causando em partes das lavouras excessos e em outras deficiências de nutrientes e
problemas como a acidez, saturação de bases e saturação de alumínio.
As tabelas 8 e 9 detalham mais os custos com a calagem.
54
Tabela 8 - Custos da aplicação de calcário a taxa fixa
Calcário a taxa fixa (SMP 5.5)
Quantidade (t ha-1)PRNT
100%
Quantidade (t ha-1)
PRNT 68%
Área (ha)
Total (t)
Preço (R$ t-1)
Custo total(R$)
3.7 5.44 26.84 146.04 35 5111.4
Tabela 9 - Custos da aplicação de calcário por zonas de manejos
Calcário por zonas de manejos
Quantidade (t ha-1)PRNT
100%
Quantidade (t ha-1)
PRNT 68%
Área (ha)
Total (t)
Preço (R$ t-1)
Custo total(R$)
Zona de manejo 1 (SMP 5.1
e 5.2)
6 8.82 4.83 42.618 35 1491.6
Zona de manejo 2 (SMP 5.3
e 5.4)
4.8 7.06 8.5 60 35 2100
Zona de manejo 3 (SMP 5.5
e 5.6)
3.7 5.44 9.19 50.004 35 1750.2
Zona de manejo 4 (SMP 5.7, 5.8 e 5.9)
2.8 4.12 4.32 17.788 35 622.59
5964.4
4.6 Verificação da viabilidade da agricultura de precisão com os
equipamentos existentes na propriedade
Concluiu-se que é possível a utilização de algumas técnicas de agricultura de
precisão com os equipamentos existentes na propriedade. Neste trabalho a variação
da taxa foi entre as zonas de manejos e verificou-se que apesar de proporcionarem
maior trabalho manual para delimitação destas é uma alternativa viável para a
55
realização de algumas técnicas da agricultura de precisão, como a adubação por
zonas de manejos.
Molin et al., (2006) afirmaram que para o caso de mapas com base em
unidades de gerenciamento ou mesmo unidades de aplicação, a presença do
controle automatizado não é obrigatória, pois as vazões de insumo serão alteradas
apenas na transição entre unidades.
56
5 CONCLUSÕES
Mesmo em áreas consideradas homogêneas pelo produtor confirmou-se a
hipótese que existe variabilidade nos atributos químicos do solo, mesmo que no
trabalho esta seja considerada baixa.
Através dos mapas elaborados através de mais de uma amostragem por
gleba é possível a recomendação e adubação de forma parcelada conforme as
variações químicas existentes no solo.
Verificou-se que é possível realizar algumas etapas da agricultura de
precisão, como a adubação a taxa variável, através do uso de zonas de manejos e
que esta não necessita de aquisições de equipamentos de grandes custos.
Tanto os custos da adubação quanto os da calagem a taxa fixa foram
inferiores aos da por zonas de manejo. No entanto, na adubação a taxa fixa existem
partes da área em que a fertilidade é subestimada e na calagem a taxa fixa partes
que são sub e superestimadas.
57
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMADO et al. Variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas sob sistema plantio direto Pesq. agropec. bras., Brasília, v.42, n.8, p.1101-1110, ago. 2007. ANTUNIASSI, U. R. ; BAIO, Fabio Henrique Rojo ; SHARP, T. C. . Agricultura de precisão. In: Eleusio C. Freire. (Org.). Algodão no Cerrado do Brasil. 1 ed. Brasilia/DF: ABRAPA, 2007, v. 1, p. 889-918. BLACKMORE, B.S.; GODWIN, R.J.; FOUNTAS, S. The analysis of spatial and temporal trends in yield map data over six years. Biosystems Engineering, v.84, p.455-466, 2003. BORÉM, A. et al.; Agricultura de precisão. Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, 2000. 467p. BOURENNANE, H. et al.; Exploring the Spatial Relationships Between Some Soil Properties and Wheat Yields in Two Soil Types. Precision Agriculture, v.5, p. 521-536, 2004. CAMPO, P. do. Agricultura de precisão. Inovações no campo. Piracicaba. 2000. CAPELLI, N.L. Agricultura de precisão - Novas tecnologias para o processo produtivo. LIE/DMAQAG/ FEAGRI/UNICAMP, 1999. Disponível em: <http://wwwbases.cnptia.embrapa.br/cria/gip/gipap/capelli.doc> Acesso em 16 Jun. 2009. COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO – RS/SC. Manual de adubação e de calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2004. 394p. CORÁ, J.E. The potential for site-specific management of soil and yield variability induced by tillage. East Lansing, Michigan State University, 1997. 104p. (Tese de Doutorado) DELLAMEA R.B.C. et al. Agricultura de precisão voltada à melhoria da fertilidade do solo no sistema plantio direto In: XXXVI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, 2007, Gramado,RS.
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62
7 APÊNDICES
Apêndice 1: Características agronômicas do IRGA 422CL
Cultivar IRGA 422CL Origem: Cruzamento: 1996 Genealogia: IRGA 22-7 Parentais imediatos: IRGA 417/93AS3510 Método de Seleção: Retrocruzamento Características morfológicas das plantas: - Estatura média: 81 cm -Folhas curtas eretas e pilosas -Panícula parcialmente protegida pela folha bandeira -Grãos longos, finos, pilosos e com aristas Características fisiológicas e agronômicas das plantas: - Vigor inicial: alto - Acamamento: resistente no sistema convencional - Capacidade de afilhamento: alta - Ciclo: - Primórdio da panícula: 55 dias - Pleno florescimento: 85 dias - Maturação: 121 dias - Esterilidade: em torno de 10% - Resistência à degranação: intermediária - Reação à toxidez por ferro: suscetível - Reação à doenças: - Brusone: moderadamente suscetível - Mancha dos grãos: moderadamente suscetível Características físico-químicas dos grãos: - Dimensões dos grãos polidos: - Comprimento(mm): c/casca: 9,94 descascado: 7,11 polido: 6,72 - Largura(mm): c/casca: 2,39 descascado: 2,21 polido: 2,16 - Espessura(mm): c/casca: 1,98 descascado: 1,84 polido: 1,77
63
- Relação comp/largura: c/casca: 4,16 descascado: 3,22 polido: 3,11 - Classe: longo fino - Aparência: vítrea - Teor de amilose: alto - Temperatura de gelatinização: baixa - Peso de 1000 grãos com casca: 29,0 g Produtividade: - Depressão Central: 8,8 t ha - Fronteira Oeste: 13,3 t ha - Campanha: 8,7 t ha - Litoral: 5,3 t ha Comportamento Industrial: - Renda do benefício: 67% - Rendimento de grãos inteiros: 61% - Farelo: entre 8,5% - Casca: entre 21% Recomendações de Cultivo: - Época de semeadura: - Zona Sul: 11 de outubro a 20 de novembro - Demais zonas: conforme zoneamento agroclimático - Área de adaptação: todas as regiões de cultivo de arroz irrigado do RS
Apêndice 2: Recomendação de adubação e calagem para valores médios dos pontos da análise da agricultura de precisão
Média das 8 análises de solos pHágua= 4,8
Ca= 5,1 Cmolc dm-3 Textura= 2
Mg= 2,7 Cmolc dm-3 S= 12,2 mg dm-3
Al= 1,7 Cmolc dm-3 P-Mehlich=6,3 mg dm-3
H+Al= 8,0 Cmolc dm-3 K= 0,1 Cmolc dm-3
CTCefetiva= 9,6 Cmolc dm-3 CTCpH7=15,9 Cmolc dm-3
Saturação por bases (V%)= 51% K= 41,5 mg dm-3
Saturação por alumínio (Al%)= 17,5% Cu= 1,8 mg dm-3
Índice SMP= 5,5 Zn= 3,3 mg dm-3
%MO= 1,8% B= 0,2 mg dm-3 % Argila= 42,9%
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Apêndice 3: Análises de solos
65
