Utilização de zonas de manejo para a produção de soja no cerrado brasileiro

Abstract

O conhecimento prévio da variabilidade espacial dos atributos do solo relacionados à produtividade das culturas trata-se de uma importante ferramenta empregada em técnicas de agricultura de precisão. A região de cerrado apresenta grande potencial para emprego de técnicas de agricultura de precisão, sendo a variabilidade da produtividade de soja observada nos campos de produção o principal fator determinante para adoção destas. A definição de zonas para o manejo diferenciado da fertilidade do solo, neste contexto, se destaca, pois, pode contribuir com aumento na eficiência de utilização de fertilizante, reduzindo custos e incrementando a produtividade. Objetivou-se com este estudo, avaliar a delimitação de zonas de manejo diferenciado, sua estabilidade ao longo dos anos e os reflexos de sua utilização sobre a produtividade de soja em um campo agrícola do cerrado brasileiro. Em uma área agrícola de 47 ha, localizada no cerrado brasileiro, foram geoespacializados 160 pontos amostrais, em grade regular de 50 x 50 m, nos quais se quantificou a granulometria do solo e mensurou-se a condutividade elétrica aparente do solo (CEa). O estudo foi conduzido por três safras agrícolas 2011/2012, 2012/2013 e 2013/2014. Na primeira safra agrícola, foram estabelecidas zonas de manejo da fertilidade do solo com base nas mensurações de CEa, atributo este que melhor classificou a produtividade desta safra. Para estabelecimento das zonas, os valores de CEa foram agrupados utilizando o algoritmo fuzzy k-means. Nas safras subsequentes, a fertilidade do solo foi manejada em função da caracterização química de cada zona. Retiraram-se, em cada zona, dez amostras simples de forma aleatória, que foram homogeneizadas originando uma amostra composta. A produtividade de soja foi mapeada em todas as safras estudadas, sendo que na primeira o manejo da fertilidade do solo foi realizado de forma convencional e nas demais, atendendo as necessidades das zonas delimitadas. Realizou-se a análise da variabilidade temporal da produtividade e classificação desta em função de sua estabilidade ao longo dos anos, considerando o coeficiente de variação de cada quadrícula (5 x 5 m) do mapa temático de distribuição espacial. A avaliação da estabilidade das zonas de manejo geradas na primeira safra foi realizada mensurando-se a CEa nas safras seguintes e comparando os novos mapas de zonas com aquele adotado no primeiro ano utilizando o coeficiente de concordância kappa. A definição de zonas de manejo com base no mapeamento da condutividade elétrica aparente do solo (CEa) foi a que apresentou maior coeficiente de concordância Kappa com a produtividade de soja da área de estudo, demostrando o potencial desta ferramenta em agricultura de precisão. A condutividade elétrica aparente do solo apresentou correlação positiva e significativa quando comparada em função dos diferentes anos de estudo. O mapa composto por duas zonas de manejo, gerado em 2012 e adotado para o manejo da fertilidade da área nas safras 2012/2013 e 2013/2014, apresentou-se estável, de acordo com o coeficiente de concordância Kappa. A utilização do coeficiente de concordância Kappa mostrou-se promissora ferramenta na análise da estabilidade temporal de classes de manejo. O manejo por classes proporcionou incremento na produtividade da soja da área. Foi constatado que 1,2% da área apresentaram produtividade instável ao longo dos três anos de avaliação (CV>30%). O manejo da fertilidade do solo utilizando zonas de manejo geradas a partir da mensuração da condutividade elétrica aparente do solo tendeu a tornar a produtividade estável na área de estudo.Prior knowledge of spatial variability of soil properties related to crop yield it is an important tool used in precision farming techniques. The Brazilian savannah has great potential for use of precision farming techniques, and the variability of soybean production fields observed in the main determining factor for adoption of these. The definition of zones for different soil fertility management in this context stands out because it can contribute to increasing the efficiency of fertilizer use, reducing costs and increasing productivity. The objective of this study was to evaluate the delimitation of site-specific management, its stability over the years and the reflections of their use on soybean yield in a farm field in the Brazilian savannah. In an agricultural area of 47 ha, located in the Brazilian savannah, 160 sampling points were a spatial distribution, on a regular grid of 50 x 50 m, which was quantified in soil particle size and measured is the apparent soil electrical conductivity (ECa). The study was conducted for three growing seasons 2011/2012, 2012/2013 and 2013/2014. In the first harvest, site specific management delineation based on measurements of ECa, this attribute that best classified the productivity of this crop were established. To delineation the site-specific management, the ECa were grouped using the fuzzy k-means algorithm. In subsequent harvests soil fertility was managed according to the chemical characterization of each site-specific management. Withdrew in each site-specific, ten simple random samples, these samples were homogenized and a sample of each class was sent for laboratory analysis. Soybean yield was mapped in all harvests, the first being that the management of soil fertility was performed in a conventional manner and in the other, meeting the needs of the site specific management defined. We conducted the analysis of the temporal variability of yield and classification of this due to its consistency over the years, depending on the coefficient of variation of each grid (5 x 5 m) of the thematic map of spatial distribution. The stability assessment of site specific management generated in the first harvest was performed by measuring it ECa the following crops and comparing the new zone maps with that adopted in the first year using the kappa coefficient rankings. The definition of site specific management based on the mapping of apparent soil electrical conductivity (ECa) showed the highest Kappa coefficient with soybean yield in the study area, showing the potential of this tool in precision agriculture. The apparent soil electrical conductivity showed a positive and significant correlation when compared for different years of study. The map consists of two site specific management, created in 2012 and adopted for soil fertility management in crop area 2012/2013 and 2013/2014, remained stable, according to the Kappa coefficient . The use of the Kappa coefficient was found to be a promising tool for analyzing the stability of site specific management. The site specific management provided by increase in soybean yield area. It was found that 1.2% of the area showed stable yield over the three years of evaluation (CV>30%). The soil fertility management using site specific generated from the measurement of apparent soil electrical conductivity tended to become stable productivity in the study area.