INTRODUÇÃO
As expansões de novas fronteiras agrícolas e a utilização de novas tecnologias, provocam, modificações prejudiciais nas propriedades físicas do solo (Weirich Neto et al., 2006). O manejo inadequado é o principal responsável pelo aumento da resistência do solo à penetração, ao causar o rearranjo estrutural das partículas, preju-dica o desenvolvimento das raízes. Como forma de controle da qualidade física do solo, a resistência do solo à penetração deve ser monitorada periodicamente, impedindo grandes índices de compactação do solo (Tavares Filho & Ribon, 2008).
Todavia para amostragem do solo deve-se considerar a variabilidade dos atributos físicos, visto que o número de amostras influência nos resultados finais, podendo induzir a resultados errôneos e a manejos inadequados. Para o produtor, a menor população amostral é mais interessante devido ao baixo custo, porém, para o pesquisador quanto maior a população amostral maior a probabilidade de acerto nas relações da causa do efeito (Clay et al., 1999). Desta forma deve-se chegar ao número ideal de amostras de modo a representar a área e que não seja oneroso, estabelecendo boa relação custo benefício.
Segundo Souza et al. (2006), a variabilidade espacial dos solos vem desde sua formação até o ponto de equilíbrio dinâmico ser estabelecido, tornando-o um sistema heterogêneo e imprescindível. Pesquisas que informam o número de ideal para amostragem da resistência do solo à penetração são escassas e as repetições em campo são muito variáveis, podendo haver repetições insuficientes, induzindo resultados duvidosos quanto o grau de compactação (Tavares Filho & Ribon, 2008). A resistência do solo à penetração é um dos parâmetros físicos mais empregados para classificar a compactação dos solos devido à facilidade do equipamento e baixo custo para a amostragem.
A amostragem para quantificação da resistência do solo à penetração pode ser realizada de duas maneiras: ao acaso e de forma sistemática. A amostragem ao acaso é aquela em que a população é obtida sem critério de localização dos pontos. E a amostragem sistemática há um plano criterioso, em que a coleta é feita seguindo uma rede de pontos com distâncias previamente definidas. Para Petersen & Calvin (1965), a amostragem sistemática é mais rigorosa pois não há influência do amostrador. Entretanto Tavares Filho & Ribon (2008), ao estudarem as duas metodologias observaram que para determinação do número ideal de amostras de resistência do solo à penetração em Latossolo Vermelho eutro-férrico a metodologia amostral não influenciou no número ideal de amostras.
Para a determinação do número ideal de amostras para representação dos atributos do solo usa-se o conceito do volume elementar representativo que, de acordo com Bear (1972), é o volume de solo que contem a representação máxima das variações microscópicas que ocorrem nas formas e proporções do sistema. Diversas pesquisas usam o conceito para quantificar os atributos físicos dos solos (Lauren et al., 1988; Buchter et al., 1994; Mallants et al., 1997; Tavares Filho & Ribon, 2008).
De acordo com Souza (1992), o número mínimo de amostras é determinado ao se coletar ao acaso as amostras, analisálas, calcular os coeficientes de variação, achar os valores do teste t correspondente ao número de graus de liberdade do quadrado médio residual, estabelecer a diferença permitida em torno da média e determinar o número mínimo de amostras individuais a serem coletadas em amostragens futuras.
Devido à grande variabilidade dos solos são necessárias inúmeras pesquisas que calculem o número mínimo para estimar as propriedades físicas do solo, a fim de estabelecer um critério de amostragem com maior acurácia, permitindo extrair conhecimentos representativos da área com segurança. Neste contexto, o presente estudo tem o objetivo de verificar a variação dos valores de resistência do solo à penetração em resposta ao número de repetições em Latossolo Vermelho distrófico sob mata nativa e sob plantio de eucalipto (Eucalyptus globulus) após dois anos.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi realizado na Fazenda Primavera situada no município de Palmeiras de Goiás-Go, com uma área total de 19 ha, no ano de 2013. Com clima tipo Aw (clima tropical com estação seca de inverno). O solo da área foi classificado seguindo os padrões do SiBCS (EMBRAPA, 2013) como Latossolo Vermelho distrófico. Os estudos foram realizados sob mata nativa e sob plantio de eucalipto por dois anos.
A amostragem foi realizada ao acaso. Na área de eucalipto a análise de resistência do solo à penetração foi realiza-da na entrelinha da cultura seguindo um padrão linear e na mata nativa, devido a densidade da flora, não houve padrão, es-pecializando as amostras em aproxima-damente 10 metros, a fim de minimizar a influência do amostrador.
A resistência do solo à penetração foi determinada com o penetrômetro de impacto modelo IAA/Planalsucar/Stolf, nas camadas de 0-0,10 m; 0,10-0,20 m; 0,20-0,30 m; 0,30-0,40 m; 0,40-0,50 m e 0,50-0,60 m. O número de impactos dm-1 foi transformado em resistência dinâmica (MPa) ou seja, RP (kgf cm-2 = 5,6 + 6,89 N (impactos dm-1), e para converter a RP em kgf cm-2 para MPa, multiplicou-se o resultado obtido pela constante 0,098, segundo a metodologia de Stolf (1991),
Os pontos para a análise de penetrometria foram realizados por volume de amostras, sendo considerado por volume amostral o seguinte número de pontos para toda área em cada amostragem:2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100 para cada camada. Os pontos coletados partem do princípio que quanto maior o número de repetições menor a variabilidade do valor representativo da propriedade estudada.
Para todas as profundidades foi determinado o número ideal de amostras por meio da fórmula proposta por Petersen & Calvin (1965): n = (tα 2 x S2)/D2, em que n = número de amostras; t = valor da tabela de distribuição “t” em função do nível de significância (α) e do número de graus de liberdade com que se estimou a variância amostral; S = desvio padrão da amostra; D = produto da média (m) pela percentagem de variação em torno da média.
Para todas as camadas foram deter-minados os valores médios de resistência do solo à penetração e intervalo de confiança e a precisão da estimativa (D) das médias de penetrometria por meio da teoria estatística clássica, levando em consideração o núme-ro de amostras (n) e o desvio de padrão da amostra (S). O nível de significância foi de 0,05. O número de amostras de resistência do solo à penetração foi coletado em área total avaliada (19 ha) e posteriormente trans-formado para 1 ha.
No momento da penetrometria foi coletada amostras para determinação da umidade gravimétrica em todas as camadas avaliadas, em três pontos ao longo de 1 ha, conforme Tabela 1.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Na Tabela 1 podem-se observar os valores médios da umidade gravimétrica do solo. Observa-se que na mata a umidade é maior que na área de cultivo de eucalipto em todas as profundidades, provavelmente devido a densidade arbórea e quantidade de matéria orgânica (MO) depositada na superfície, contribuindo para baixas médias de resistência do solo à penetração e para maior homogeneidade da área.
Verifica-se pela Figura 1 os valores médios da resistência do solo à penetração do Latossolo Vermelho distrófico e seus respectivos desvio padrões em função do tamanho da população amostral de 2 a 100 nas diferentes camadas avaliadas sob mata nativa. Observa-se que até n=40 houve grande variabilidade nas médias para todas as camadas, principalmente até n=20. A estacionalidade foi atingida a partir de n=40 pontos amostrais para análise correta da média de resistência do solo à penetração, a partir do qual as médias se repetem, para área total de estudo. Ao realizar os cálculos para 1 ha, a intensidade amostral representativa foi de 2 pontos. Para as condições de estudo, há relação entre o número de amostras e a resistência do solo à penetração.
Observa-se ainda que nas camadas de 0,0-0,1 m e 0,1-0,2 m as variações nos desvios padrões foram maiores que nas demais camadas, indicando a variabilidade que a deposição de matéria orgânica por folhas e galhos podem causar nas primeiras camadas do solo, que recebem maior influência ao longo do tempo. De modo geral, as médias de resistência do solo à penetração na mata foram baixas e houve maior homogeneidade da área necessitando de menor densidade amostral para quanti-ficação da resistência do solo à penetração.
Na Figura 2 encontram-se os valores médios da resistência do solo à penetração e seus desvios padrões em função da população amostral nas camadas avaliadas para o cultivo com eucalipto. Observa-se que a resistência do solo à penetração sob este sistema de cultivo nas camadas de 0,0-0,1 m; 0,1-0,2 m e 0,2-0,3 m foi maior comparado a mata, apresentando altos desvios padrões nas camadas 0,1-0,3 m e 0,2-0,3 m quando comparados aos demais, indicando a perda da qualidade física natural do solo. Apesar do eucalipto ser espécie de porte arbóreo, possuir sistema radicular agressivo e depositar grande quantidade de MO ao solo, a interferência antrópica no meio alterou as condições naturais, causando o início da degradação do solo, se não monitorado e acompanhado.
Desta forma, pode-se observar pelos resultados que a estacionalidade dos dados é obtida com maior número de amostras. Assim na área cultivada com eucalipto a estacionalidade dos dados é atingida em n=55, ao se observar em conjunto as camadas, considerando a área total estudada (19 ha). Assim a população amostral para 1 ha é de 3 amostras. É necessário 1 ponto a mais que mata nativa para confiança nos dados, devido a heterogeneidade que a ação humana caus no meio.
A partir de n=20 até n=30 há grande variabilidade nos dados, principalmente nas camadas superficiais (0,1-0,2 m e 0,2-0,3 m). Provavelmente devido ao uso de maquinários que influenciam de forma diferente estas camadas, prejudicando mais a camada de 0,0-0,1 m, que apresentou as maiores médias de resistência do solo à penetração. Para as camadas mais profundas, percebe-se menor influência do sistema de manejo, pois as médias de resistência do solo à penetração assemelharam-se as da mata. Atingindo estabilidade em n=20.
A Figura 3 apresenta a acurácia da estimativa da média (D). Pode-se observar que para as duas áreas de cultivo há a presença de duas faixas de confiabilidade dos dados: Faixa I D<10 e Faixa II D>10. Na Faixa I há grande variabilidade nos dados, não apresentando dados confiáveis para estimativa da resistência do solo à penetração podendo induzir a avaliações do estado de compactação do solo, errôneas. Já na Faixa II há maior estabilidade dos dados, garantindo maior confiança nos mesmos, indicando o grau de compactação do solo.
De forma generalizada verifica-se que a alteração de mata nativa em áreas de cultivo influencia na população amostral que indique o valor médio representativo da resistência do solo à penetração para a área, refletindo o fato de o manejo provocar mudanças constantes na estrutura do solo. Todavia o uso de espécies florestais promove alterações menos agressivas na qualidade física do solo que outros sistemas de manejo que exigem preparo do solo e maquinários.
Neste estudo os valores máximos, entre 3 e 4 MPa, ocorreram na camada de 0,0-0,1 m na área cultivada com eucalipto. Silva et al. (2007) encontraram valores médios de resistência do solo à penetração de 5 MPa para áreas com constante preparo para cultivo. Imhoff et al. (2000) encontraram valores máximos de 9,47 MPa em áreas de piquete. Magalhães et al. (2009) encontraram valores entre 4 e 5 MPa para solos com cana de açúcar. Todavia deve-se considerar que anteriormente ao cultivo de eucalipto a área era utilizada como pastagem e que a umidade da área de eucalipto era menor que na área da mata nativa. De acordo com Imhoff et al. (2000) a resistência do solo à penetração é influenciada pelo teor de umidade do solo.
Segundo os autores Tavares Filho & Ribon (2008), Imhoff et al. (2000), Ribon & Tavares Filho (2002; 2004), os altos desvios padrões observados são normais para a propriedade estudada, permitindo afirmar que para Latossolo Vermelho distrófico sob mata nativa e sob eucalipto número de amostras representativas da média de resistência do solo à penetração é de n=2 e n=3, respectivamente.
Estes resultados diferem dos observados por Jobin (1996), Torres e Saraiva (1999), Embrapa (2002) e Tavares Filho & Ribon (2008), em que, o número ideal de amostras para representar com confiança a média de resistência do solo à penetração está entre 10 e 15. Ribon & Tavares Filho (2002) e Souza et al. (2006) obtiveram números de amostras mais extremos. Segundo Ribon & Tavares Filho (2002), o número representativo da resistência do solo à penetração está acima de 25 para solos sob plantio convencional. E segundo Souza et al. (2006), as médias de confiança para a resistência do solo à penetração está em torno de 15 e 30 pontos amostrais.
Entretanto muitos trabalhos avaliam a resistência do solo à penetração com o uso de 3 a 10 repetições (Magalhaes et al., 2001; Marchao et al., 2007; Magalhaes et al., 2009; Silva et al., 2007), número em que há menor variabilidade dos dados, como pode ser observado, todavia deve-se considerar o manejo adotado e o tipo de solo estudado.
Comparando-se ao estudo de Davis et al. (1995), que estudaram o número de amostras para estudo da variabilidade de propriedades químicas dos solos, estabeleceu-se neste trabalho o tamanho do número amostral e a acurácia da estimativa das médias para resistência do solo à penetração. Conforme os autores esta análise permite verificar que a medida que se aumenta o número amostral o erro diminui rapidamente. Como também pôde-se observar nos resultados deste.
Resultados semelhantes para análise da acurácia da estimativa da média foram encontrados por Tavares Filho & Ribon (2008). Os autores também observaram duas faixas de confiabilidade de dados, ao estudarem a acurácia na estimativa da média (D), para a quantificação do número de amostras para representação média da resistência do solo à penetração. A primeira faixa não oferece uma zona confiável para diagnostico da compactação do solo sendo necessários estudos mais detalhados, como o estudo do perfil cultural, que avalia o desenvolvimento das raízes. E a faixa II é aquela que garante confiabilidade dos dados, garantindo, quantificar o grau de compactação do solo pela a resistência do solo à penetração, podendo indicar novas práticas de manejo, conforme o nível de degradação.
CONCLUSÕES
O sistema de manejo influencia na intensidade amostral, sendo necessária maior densidade de pontos em áreas onde há o preparo do solo.
Para média representativa da resistência do solo à penetração são necessárias 2 amostras/ha em Latossolo Vermelho distrófico sob mata nativa e 3 amostras/ha para o mesmo solo cultivado com eucalipto.
As médias de resistência do solo à penetração foram mais influenciadas nas primeiras camadas do solo em cultivo com eucalipto (0,0-0,3m), e as subcamadas assemelharam-se às médias de resistência do solo à penetração da mata.