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ISBN: 978-85-98187-19-8

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RESISTNCIA ELTRICA E SUA CORRELAO COM A GRANULOMETRIA DO SOLO VISANDO APLICAO NA AGRICULTURA DE PRECISO

Victor George Celinski1, Clia Regina Lopes Zimback2, Tatiana Montes Celinski3

1 Engenheiro Eletrnico, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Departamento de Informtica, Av: Carlos Cavalcante, 4748, Ponta Grossa, PR, vgcelinski@uepg.br

2 Engenheiro Agrnomo, FCA - Universidade Estadual Paulista, Departamento de Recursos Naturais, Botucatu/SP, czimback@fca.unesp.br

3 Licenciatura em Matemtica, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Departamento de Informtica, Ponta Grossa, PR, tmontesc@uepg.br

Resumo - A resistncia eltrica do solo tem sido utilizada como uma das variveis que se correlacionam com atributos do solo. O presente trabalho teve como objetivos: avaliar um sensor de resistncia eltrica de contato e verificar a correlao entre as leituras da resistncia eltrica com as propriedades fsicas areia, silte e argila. Os dados foram submetidos s anlises de correlao e geoestatstica. Foram gerados os mapas de superfcie de cada parmetro do solo por meio da tcnica de krigagem. A finalidade dos mapas foi a de auxiliar na anlise das correlaes entre as variveis. O sensor de resistncia eltrica foi capaz de medir as variaes da resistncia eltrica do solo. As medidas de resistncia eltrica obtidas correlacionaram-se satisfatoriamente com os teores de argila e areia. Isto demonstrou a possibilidade de uso do sensor para verificar a textura do solo em reas no homogneas.

Palavras-chave: agricultura de preciso, resistncia eltrica do solo, geoestatstica.

ELECTRICAL RESISTANCE AND ITS CORRELATION WITH SOIL ATTRIBUTES AIMING APPLICATION IN PRECISION AGRICULTURE

Abstract - The electrical resistance of the soil has been used as one of the variations that correlate with soil attributes. This study aimed the evaluation of an electrical resistance sensor of contact and the verification of correlation between the electrical resistance measurements with physical properties of sand, silt and clay. The data were submitted to the analysis of correlation and geostatistics. The surface maps were generated from each soil parameter though the kriging technique. The purpose of the maps was to assist in the analysis of correlations between variables. The electrical resistance sensor was capable to measure the variation of soil electrical resistance. The obtained measurements were satisfactorily correlated with clay and sand levels. This demonstrated the possibility to use the sensor to verify soil texture in not homogeneous areas.

Key words: precision agriculture, soil electrical resistance, geostatistics.

Introduo

O desenvolvimento tecnolgico de sistemas eletrnicos e computacionais, a disponibilidade de sinais de satlite para indicar a posio geogrfica para o uso do sistema de posicionamento global (GPS) e sistemas para aquisio de dados atravs de diversos tipos de sensores e equipamentos, vm forando a agricultura convencional, que trata reas cultivadas como unidades homogneas, a adotar mudanas nas prticas utilizadas. A busca a esse novo meio de produo agrcola tem levado ao conceito de agricultura de preciso. Para Molin et al. (2005), a agricultura de preciso preconiza que o manejo das lavouras pode ser melhor conduzido se a variabilidade espacial da produtividade e dos fatores a ela relacionados forem conhecidos. Esses fatores podem ser tratados localizadamente, ou as lavouras podem ser divididas em unidades de gerenciamento diferenciado. Alm dos mapas de produtividade, outras investigaes podem auxiliar na definio de unidades de gerenciamento diferenciado. Estudos com o uso da condutividade eltrica do solo tm apresentado elevada correlao com o teor de argila, contedo de gua, teor de sais da soluo do solo, dentre outros atributos do solo. Segundo Andrade et al. (2005), a caracterizao da variabilidade espacial essencial para um entendimento melhor das inter-relaes entre atributos do solo. Com um modelo de dependncia espacial de variveis do solo, a geoestatstica possibilita a estimativa em pontos no amostrados, viabilizando o mapeamento e o zoneamento da varivel. Esse procedimento pode

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auxiliar na melhor distribuio das parcelas e experimentos em campo, assim como o manejo mais racional da gua, de fertilizantes e de defensivos agrcolas. Conforme Rabah (2002), pela geoestatstica podem-se estabelecer as mais diversas correlaes entre as determinaes de uma varivel em diversos pontos geogrficos de uma mesma rea de estudo, possibilitando, com isso, a gerao de mapa dessa varivel voltado seleo de culturas a serem desenvolvidas ou aos seus tratos culturais. At pouco tempo, esses estudos normalmente eram efetuados usando-se as ferramentas estatsticas convencionais aplicadas em condies de variabilidade espacial que, na maioria das vezes, no apresentavam exatido, impedindo com isso um efetivo mapeamento da varivel estudada.

O presente trabalho teve como objetivos avaliar o sensor de resistncia eltrica e verificar a correlao entre as leituras de resistncia eltrica com os teores de areia, silte e argila do solo. Para as anlises foram utilizados os recursos da geoestatstica.

Material e Mtodos

A coleta dos dados da pesquisa foi realizada em uma gleba da Fazenda Capo da Ona, pertencente Universidade Estadual de Ponta Grossa, localizada na regio dos Campos Gerais, no municpio de Ponta Grossa, no estado do Paran. Para realizar as medidas de resistncia eltrica do solo, com o sensor em estudo, foi utilizado um multmetro analgico com ohmmetro, de forma semelhante utilizada por Rabello et al. (2005). As medidas de resistncia eltrica foram realizadas para cada ponto amostral antecedendo imediatamente a coleta das amostras do solo. A coleta das amostras do solo foi realizada em uma rea com aproximadamente 13 hectares, totalizando 81 amostras. As distncias entre as amostras no foram iguais, mas a posio relativa de cada amostra foi georreferenciada com aparelho GPS porttil. Este conjunto de amostras foi levado ao Laboratrio de Solos da Faculdade de Cincias Agronmicas, da Universidade Estadual Paulista, Campus de Botucatu, para realizar as anlises dos teores de areia, silte e argila, conforme metodologia preconizada para tais atributos por Raij et al. (2001). A anlise da correlao entre a resistncia eltrica em relao aos atributos do solo amostrados foi realizada com o coeficiente de correlao de Pearson, que uma medida do grau de relao linear entre duas variveis, realizada no programa Microsoft Excel 2003 (MICROSOFT CORPORATION, 2003). O estudo da variabilidade espacial foi realizado por meio do software GS+ verso 5.0 (ROBERTSON, 2000) atravs da construo do semivariograma experimental e ajuste do modelo matemtico (semivariograma terico) que proporcionou a menor soma dos quadrados dos resduos (SQR). A partir do semivariograma terico, foi gerado o mapa de contorno dos valores dos atributos do solo na rea experimental por meio da tcnica de krigagem, citado por Batista (2002) como o melhor mtodo de interpolao para dados de atributos do solo. A visualizao dos resultados foi feita na forma de mapas bidimensionais, representativos da distribuio espacial dos valores dos atributos do solo em estudo, com o auxlio do programa Surfer verso 8.0 (GOLDEN SOFTWARE, 2002).

Resultados e Discusso

Os resultados das anlises de correlao linear de Pearson da resistncia eltrica em relao aos teores de areia, silte e argila apresentaram respectivamente os coeficientes de correlao (0,63), (0,42) e (0,58). Castro (2004) tambm verificou a correlao da condutividade eltrica do solo com alguns atributos fsico-qumicos do solo, notadamente elevado com o contedo de argila em uma das reas experimentais. Da mesma forma, Faulin (2005) constatou em reas experimentais resultados semelhantes. Tambm, Machado et al. (2006) observaram que a condutividade eltrica medida por sensor de contato refletiu adequadamente a variao dos teores de argila do Latossolo Vermelho distrofrrico sob plantio direto, para uso na definio de zonas de manejo. Lezzi (2008), em seu trabalho, testou a aplicabilidade do sensor de resistividade eltrica do solo em campo, e os resultados evidenciaram que o sensor pode ser aplicado para medida de resistividade eltrica do solo. Franceschini et al. (2007) avaliaram a correlao entre a condutividade eltrica por contato e a textura do solo observando elevados valores de coeficiente de determinao entre os fatores estudados.

A Tabela 1 apresenta os resultados das anlises dos variogramas isotrpicos experimentais e tericos para todas as variveis em estudo amostradas em campo, indicando os valores do efeito pepita (Co), do patamar (Co+C1), do alcance (a), o ndice de dependncia espacial, classe de dependncia espacial, o modelo de ajuste do variograma terico ao experimental, o valor do coeficiente de determinao (r2) e a soma dos quadrados dos resduos (SQR).

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Tabela 1. Resultados das anlises variogrficas dos dados amostrados em campo Variveis

Parmetros Resistncia eltrica Areia Silte Argila Efeito Pepita (Co) 252000 70 150 10 Patamar (Co+C1) 1849000 23570 3410 12420 Alcance (a) (m) 236,9 371,4 * 247,5 [C1/(Co+C1)]x100 86 99 96 100 Classe de Dependncia Espacial

Forte Forte Forte Forte

Modelo Esfrico Exponencial Gaussiano Exponencial r2 0,87 0,80 0,85 0,81 SQR 4,37E+11 8,7E+07 1,7E+06 3,13E+07

* No apresenta o valor do alcance definido.

Na anlise de todos os atributos do solo da Tabela 1, verifica-se que todas variveis apresentam forte dependncia espacial, e as variveis apresentam alcances acima de 200 metros com exceo para silte que no apresentou o valor definido do alcance.

A Figura 1 apresenta a distribuio espacial dos valores de resistncia eltrica, teor de areia, silte e argila do solo na rea experimental.

(a) Escala 1:16.980 (b)

(c) (d) Figura 1. Mapas da variabilidade espacial dos nveis de resistncia eltrica do solo (a), teores de areia do

solo (b), teores de silte do solo (c) e teores de argila do solo (d).

Foram observadas que o mapa de resistncia eltrica mostra visualmente maiores semelhanas com os mapas de teor de areia (diretamente) e argila (inversamente). Becegato (2005) tambm verificou em seu

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trabalho o que foi observado no estudo em referncia, ou seja, correlao negativa entre a argila e a resistncia eltrica do solo, evidenciando que quanto maiores os teores de argila, maior a facilidade com que a corrente eltrica transita por tal meio, ao contrrio do solo mais arenoso, que impe maior resistncia passagem da corrente.

Concluso

Para as condies em que esta pesquisa foi realizada, o sensor eltrico apresentou capacidade para medir as variaes da resistncia eltrica do solo, correlacionando-se satisfatoriamente com os teores de argila e areia e fracamente com o teor de silte. Isto demonstrou a possibilidade do seu uso para verificar a textura do solo em reas no homogneas, pois quanto menor o valor da resistncia eltrica do solo, a textura do mesmo tende a ser argilosa. A aplicao da geoestatstica foi importante por possibilitar a construo e a comparao dos mapas de superfcie que confirmaram os resultados das anlises de correlao, possibilitando assim, pesquisas futuras para gerar mapas da textura do solo.

Referncias

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