Monitoramento da compactação do solo através do mapeamento de resistência à penetração

Monitoramento da compactação do solo através do mapeamento de resistência à penetração

Antônio Luis Santi1; Lisandra P. Della Flora1; Alexandre Greff Buaes2; Marcio Albuquerque2; Fernando Rodrigues Alves Martins3 & Flávia Cristina Machado3

1Engenheiros-agrônomos, Msc., Prática Assessoria Agronômica, E-mail: pratica_aa@yahoo.com.br2Engenheiros, Falker Automação Agrícola, E-mails:greff@falker.com.br, marcio@falker.com.br3Engenheiros-agrônomos, Agroexata - E-mails: fernando@agroexata.com.br, flavia@agroexata.com.br

Introdução

     A evolução do plantio direto passa pela busca de alternativas e práticas de manejos que garantam a qualidade do solo e altas produtividades. Diante dessa circunstância é preciso fortalecer o banco de dados e o conhecimento das áreas produtivas. Quando o assunto é fertilidade, não é difícil encontrar produtores que há décadas realizam análise de solo e o monitoramento da necessidade da realização de calagem e adição de fertilizantes.

     Com a liberação do Sistema de Posicionamento Global (GPS) para o uso civil, a Agricultura de Precisão (AP) ganhou espaço no campo e ampliou ainda mais o conhecimento da variabilidade química do solo nas áreas produtivas. Algumas propriedades no Brasil já dispõem de 100% das áreas com mapeamento da fertilidade e inclusive realizam a aplicação de corretivos e fertilizantes em taxa variada.

     Por outro lado, quando o assunto é a qualidade dos atributos físicos do solo (fertilidade física), na maioria das propriedades a evolução e registro de informações inexistem. Não é novidade entre produtores e técnicos os efeitos negativos ocasionados no desenvolvimento e na produtividade dos cultivos por ocasião da compactação do solo. Na literatura e a campo, existem inúmeros relatos de perdas no potencial produtivo das culturas em virtude desse processo dinâmico e gradual (denominado compactação) em que a porosidade e a permeabilidade são reduzidas, a resistência é aumentada e muitas outras mudanças estruturais do solo são afetadas devido ao pisoteio animal e tráfego intenso de máquinas e equipamentos.

     Artigos publicados recentemente na Revista Plantio Direto [1, 2] reforçam o debate de que tanto produtores como técnicos de campo necessitam realizar o monitoramento periódico e prático da presença de camadas adensadas nas áreas produtivas. Embora muitas ferramentas tenham sido desenvolvidas, testadas e validadas por institutos de pesquisas e universidades a campo, há uma carência de metodologias práticas e viáveis para ao menos fornecer à assistência técnica subsídios para repensar ou conduzir a tomada de decisões de manejo.

Figura 1. Vista de uma raiz de nabo forrageiro desenvolvida em uma área sem problema de compactação (à esquerda) e uma raiz desenvolvida em área compactada (à direita) – Fonte: PRÁTICA.

     Essa "barreira" abre precedentes para que muitos produtores realizem a escarificação ou mesmo a retomada do sistema convencional de tempos em tempos. As conseqüências dessa alternativa podem significar o retorno de problemas que levaram à adoção do plantio direto como a erosão e a formação de pé-de-arado[2]. Esse mesmo autor aborda uma proposta de monitoramento utilizando a instrumentação – penetrômetro eletrônico. Os ganhos envolvem a facilidade e a rapidez na obtenção dos resultados e a possibilidade de maior número de repetições a campo. Com as ferramentas da AP existentes no mercado é possível fazer mapas de resistência à penetração. Os mapas proporcionam ter indicativos da compactação do solo, sua espacialização e quantificação na área.

     Este trabalho visa a compartilhar exemplos de levantamento de dados obtidos pelo uso do equipamento PenetroLOG - Medidor Eletrônico de Compactação do Solo, já utilizado por técnicos de campo em áreas de lavouras localizadas no centro-oeste brasileiro (Mato Grosso do Sul) e no Rio Grande do Sul, visando a subsidiar o debate e a discussão técnica sobre o tema compactação.

Figura 2. Vista do equipamento PenetroLOG com GPS acoplado (Fonte: PRÁTICA).

A experiência no Centro Oeste

     No Centro-Oeste brasileiro a empresa Agroexata realizou levantamento de dados para mapeamento georreferenciado da compactação auxiliado pelo uso de GPS, do equipamento PenetroLOG e da espacialização em forma de mapas através do software SST Toolbox.

      Como as áreas apresentam um relevo plano optou-se por realizar amostragens em malhas regulares (grid) de 5,0 X 5,0 ha, sendo cada amostra composta por 5 subamostras. As medições foram feitas nas profundidades de 0 a 60 cm, registrando-se uma leitura a cada 1 cm de profundidade. Para a elaboração dos mapas de resistência à penetração, foram utilizadas as médias das leituras das 5 subamostras. Foram gerados 3 mapas para a área considerando as camadas de 0 a 20 cm, de 20 a 40 cm e, de 40 a 60 cm. Para isso, foram considerados os valores médios encontrados ao longo dessas profundidades. Valores discrepantes foram descartados. Foram considerados os valores absolutos de resistência à penetração.

     Nas Figuras 3 a 5 são mostrados mapas de resistência à penetração referentes a um talhão da Estância Maracaju, localizada em Maracaju-MS, pertencente a Roberto Oliveira Silva Jr. Trata-se de área plana, no terceiro ano de agricultura, sistema plantio direto, apresentando bons níveis de produtividade. A amostragem foi realizada aproximadamente 3 dias após a última chuva. Os resultados obtidos se mostraram coerentes, indicando a maior resistência à penetração na camada de 20 a 40 cm. As "manchas" com os maiores valores de resistência coincidiram com a expectativa do produtor.

Figura 3. Mapa Absoluto de Resistência à Penetração: 0 a 20 cm. Fonte: Agroexata

Figura 4. Mapa Absoluto de Resistência à Penetração: 20 a 40 cm. Fonte: Agroexata

Figura 5. Mapa Absoluto de Resistência à Penetração: 40 a 60 cm. Fonte: Agroexata

A experiência no Rio Grande do Sul

     No RS, a empresa Prática Assessoria Agronômica vem realizando trabalhos de levantamento georreferenciado da compactação do solo em diversas áreas de lavouras no norte gaúcho. Auxiliado pelo programa CR-Campeiro5, desenvolvido pelo setor de Geomática da UFSM, as áreas são divididas em malhas regulares (grids amostrais) de 10 X 10 metros até 100 X 100 metros dependendo de seu tamanho. A partir da definição do grid esses pontos são localizados nas áreas auxiliados por um GPS de navegação e realizada as medições (três repetições por ponto amostral distantes 5 metros uma da outra) com o penetrômetro conforme o exemplo da Figura 6.

Figura 6. Vista de uma área georreferenciada e dos grids amostrais. No detalhe, a realização da determinação da resistência do solo em um dos pontos com as três repetições (Fonte: PRÁTICA).

     Os dados coletados a campo foram tabulados em valores médios em planilhas eletrônicas e posteriormente importados para o programa CR-Campeiro5. Optou-se pela elaboração de mapas em oito extratos (oito mapas): de 0-5; 5-10; 10-15; 15-20; 20-30; 30-40; 40-50 e 50-60 cm. Para isso, foram considerados os valores médios encontrados ao longo dessas profundidades. Valores discrepantes foram descartados.

     As amostragens foram realizadas aproximadamente três dias após a ocorrência de uma precipitação e os dados coletados de centímetro em centímetro até a profundidade de 60 cm. Para efeitos comparativos são realizadas determinações em área de mata nativa próxima. Essa estratégia foi sugerida e já vem sendo utilizada pelo agrônomo Flávio Gassen (Supervisor Técnico da Cooplantio) conforme artigo publicado na edição número 92 – Março/Abril de 2006 da Revista Plantio Direto [2].

     Os estudos já desenvolvidos pela Prática Assessoria Agronômica também demonstraram a potencialidade dessa metodologia como uma solução prática às diferenças de umidade e a grande variabilidade de tipos de solo no Sul do Brasil. Observando os dados expressos na Figura 7, percebe-se que na camada sub-superficial, abaixo dos 50 cm, há uma equivalência entre os valores de resistência do solo obtidos em condições de lavoura e mata nativa próxima. Sendo assim, o mapa da variabilidade espacial obtido nessa camada (50-60 cm) pode auxiliar na interpretação e delimitação de valores críticos nas camadas mais influenciadas pelo manejo como as de 10 a 15 cm e de 20 a 25 cm. 

Figura 7. Comparação entre a resistência do solo em condições de lavoura e sua referência: mata nativa (Fonte: PRÁTICA).

     Para exemplificar melhor, na Figura 8, a primeira área apresenta um maior adensamento na camada de 15 a 20 cm com um limite superior de 4.200 kPa quando comparado com a segunda área em que o limite superior é de 2.870 kPa. O teor de argila no solo (Figura 9) é similar entre as duas áreas (classe 1: > 61 % de argila) o que reforça a interpretação de que a primeira área encontra-se mais compactada que a segunda área. 

Figura 8. Variabilidade espacial da compactação do solo em duas camadas e em duas áreas de lavoura do RS (Fonte: PRÁTICA).

Figura 9. Variabilidade horizontal do teor de argila no solo - camada de 0-10 cm (Fonte: PRÁTICA).

     No entanto, cabe lembrar que nenhuma proposição de manejo ou interferência na área deve ser tomada baseada numa única determinação ou variável. Na Figura 7, na profundidade estudada de 50 a 60 cm (camada referência) observa-se o predomínio de resistências entre 1.500 a 2.500 kPa. Neste caso, há indicação de que independentemente da camada analisada, valores de resistência entre esses intervalos expressam uma condição natural do solo nesse local. Sendo assim, em ambas as áreas, o mais racional é realizar o monitoramento da resistência do solo durante o ciclo das culturas antes de qualquer intervenção mecânica na área. Cabe o alerta de que, embora haja percepção por parte da assistência técnica e de produtores quanto a problemas de adensamento do solo em áreas de lavoura, isso pode ser variável de lavoura para lavoura, dentro da própria área e no perfil do solo. Se considerarmos o valor mais preconizado pela pesquisa para o início da redução da produtividade (2.000 kPa) verifica-se, para a segunda área da Figura 7, que apenas 14,5% da área estariam dentro de limites potencialmente restritivos à expressão do potencial produtivo.

     Neste sentido, mesmo que se preconize e se busque uma metodologia prática e rápida para identificar esses problemas a campo, devemos incluir os ganhos obtidos com a instrumentação como a capacidade de realizar repetições das leituras. Essa medida racional não eleva apenas o rigor científico, mas sim, a confiabilidade naquilo que se está buscando – subsídios para tomar decisões.

     Por se tratar de uma variável influenciada por vários fatores (textura, umidade, teor de matéria orgânica, adoção ou não de rotação de culturas, etc.) essa variável apresenta uma dependência espacial elevada o que torna possível a existência de variabilidade entre leituras mesmo quando realizadas próximas na área. A estratégia de adotar repetições minimiza possíveis e eventuais erros nas avaliações de campo, como pode ser comprovada na Figura 10. Embora haja variabilidade entre os mapas nas três repetições é importante que se observe que as tendências dentro da área se repetem entre uma leitura e outra. Realizar uma única determinação pontual pode limitar o conhecimento da existência ou não dessa repetibilidade na área, podendo conduzir a uma avaliação técnica incorreta e "perigosa" do ponto de vista da sustentabilidade do potencial produtivo.

Figura 10. Comportamento da variabilidade espacial da compactação do solo em cada uma das repetições de campo (Fonte: PRÁTICA).

     Estratificar e espacializar na forma de mapas os resultados obtidos das leituras realizadas utilizando-se o penetrômetro e GPS (avaliação georreferenciada) tem se mostrado como uma estratégia racional e eficaz na identificação, a campo, de problemas oriundos da compactação do solo. Como na Figura 11, em algumas áreas tem sido possível, inclusive, reafirmar os efeitos benéficos do sistema plantio direto bem conduzido (uso de plantas de cobertura em sistema de rotação, semeadoras equipadas com sulcadores, fertilização do solo e práticas que aumentem ou mantenham os teores de matéria orgânica no solo) mesmo em camadas tidas como altamente propensas à compactação ou então com reflexos históricos do manejo do passado (10 a 15 cm).

Figura 11. Mapas da variabilidade espacial da compactação do solo em oito camadas – média de três repetições (Fonte: PRÁTICA).

Considerações e Visão de Futuro

     Os resultados obtidos até então já apontam para uma grande potencialidade do mapeamento da compactação do solo como ferramenta prática e rápida para agregar informações sobre as condições físicas do solo em áreas de lavoura. Segundo o histórico de manejo das áreas e relatos dos próprios produtores, as "manchas" definidas nos mapas com indícios de compactação do solo refletem as expectativas e o conhecimento de campo sobre essa questão.

     Embora o método de geração de mapas de resistência à penetração seja viável como ferramenta auxiliar na tomada de decisões de manejo, cabe lembrar que nenhuma decisão deve ser precipitada ou tomada com base numa única determinação de campo. O uso da tecnologia requer o acompanhamento de um profissional qualificado com conhecimentos da operação de receptores GPS, operacionalidade do equipamento PenetroLOG e dos programas para geração de mapas e da interpretação dos resultados.

     Os resultados apresentados são preliminares e, além de demonstrarem a viabilidade do método, indicam a necessidade de novos trabalhos de pesquisa. O próximo passo tem base no aperfeiçoamento da técnica e na definição da dependência espacial dessa característica em cada área estudada, no monitoramento da resistência do solo a penetração das raízes ao longo do ciclo das culturas, sua correlação com o potencial produtivo e o detalhamento de faixas restritivas para as diferentes culturas. O impacto econômico dessa tecnologia também é algo a ser perseguido.

Bibliografia Consultada

[1] AMADO, Telmo J.C.; NICOLOSO, Rodrigo; LANZANOVA, Mastrângello; SANTI, Antônio; LOVATO, Thomé; "A compactação pode comprometer os rendimentos de áreas sob plantio direto". Revista Plantio Direto, Edição 89, setembro/outubro de 2005. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo.

[2] GASSEN, Flávio; "Monitoramento da compactação do solo: uma proposta da assistência técnica". Revista Plantio Direto, Edição 92, março/abril de 2006. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo.