2021 0 Alan Mario Zuffo Jorge González Aguilera Organizadores Pesquisas agrárias e ambientais Volume VIII 2021 1 Copyright© Pantanal Editora Editor Chefe: Prof. Dr. Alan Mario Zuffo Editores Executivos: Prof. Dr. Jorge González Aguilera e Prof. Dr. Bruno Rodrigues de Oliveira Diagramação: A editora. Diagramação e Arte: A editora. Imagens de capa e contracapa: Canva.com. Revisão: O(s) autor(es), organizador(es) e a editora. Conselho Editorial Grau acadêmico e Nome Prof. Dr. Adaylson Wagner Sousa de Vasconcelos Profa. Msc. Adriana Flávia Neu Profa. Dra. Albys Ferrer Dubois Prof. Dr. Antonio Gasparetto Júnior Profa. Msc. Aris Verdecia Peña Profa. Arisleidis Chapman Verdecia Prof. Dr. Arinaldo Pereira da Silva Prof. Dr. Bruno Gomes de Araújo Prof. Dr. Caio Cesar Enside de Abreu Prof. Dr. Carlos Nick Prof. Dr. Claudio Silveira Maia Prof. Dr. Cleberton Correia Santos Prof. Dr. Cristiano Pereira da Silva Profa. Ma. Dayse Rodrigues dos Santos Prof. Msc. 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Queila Pahim da Silva Prof. Dr. Rafael Chapman Auty Prof. Dr. Rafael Felippe Ratke Prof. Dr. Raphael Reis da Silva Prof. Dr. Renato Jaqueto Goes Prof. Dr. Ricardo Alves de Araújo Profa. Dra. Sylvana Karla da Silva de Lemos Santos Prof. Dr. Wéverson Lima Fonseca Prof. Msc. Wesclen Vilar Nogueira Profa. Dra. Yilan Fung Boix Prof. Dr. Willian Douglas Guilherme 2 Instituição OAB/PB Mun. Faxinal Soturno e Tupanciretã UO (Cuba) IF SUDESTE MG Facultad de Medicina (Cuba) ISCM (Cuba) UFESSPA UEA UNEMAT UFV AJES UFGD UEMS IFPA UNICENTRO IFMT UFMG URCA ISEPAM-FAETEC IFG UEMS UFF (Colômbia) UNAM (Peru) IFRR UCG (México) Mun. Rio de Janeiro UNMSM (Peru) UFMT Mun. de Chap. do Sul IFPR Tec-NM (México) Consultório em Santa Maria UFJF UEG FAQ UNAM (Peru) SEDUC/PA IFB IFPA UNIPAMPA IFB UO (Cuba) UFMS UFPI UFG UEMA IFB UFPI FURG UO (Cuba) UFT Conselho Técnico Científico - Esp. Joacir Mário Zuffo Júnior - Esp. Maurício Amormino Júnior - Esp. Tayronne de Almeida Rodrigues - Lda. Rosalina Eufrausino Lustosa Zuffo Ficha Catalográfica Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (eDOC BRASIL, Belo Horizonte/MG) P472 Pesquisas agrárias e ambientais [livro eletrônico] : volume VIII / Organizadores Alan Mario Zuffo, Jorge González Aguilera. – Nova Xavantina, MT: Pantanal Editora, 2021. 102p. Formato: PDF Requisitos de sistema: Adobe Acrobat Reader Modo de acesso: World Wide Web ISBN 978-65-81460-16-7 DOI https://doi.org/10.46420/9786581460167 1. Ciências agrárias – Pesquisa – Brasil. 2. Meio ambiente. 3.Sustentabilidade. I. Zuffo, Alan Mario. II. Aguilera, Jorge González. CDD 630 Elaborado por Maurício Amormino Júnior – CRB6/2422 Pantanal Editora Nossos e-books são de acesso público e gratuito e seu download e compartilhamento são permitidos, mas solicitamos que sejam dados os devidos créditos à Pantanal Editora e também aos organizadores e autores. Entretanto, não é permitida a utilização dos e-books para fins comerciais, exceto com autorização expressa dos autores com a concordância da Pantanal Editora. 3 Rua Abaete, 83, Sala B, Centro. CEP: 78690-000. Nova Xavantina – Mato Grosso – Brasil. Telefone (66) 99682-4165 (Whatsapp). https://www.editorapantanal.com.br contato@editorapantanal.com.br Apresentação As áreas de Ciências Agrárias e Ciências Ambientais são importantes para a humanidade. De um lado, a produção de alimentos e do outro a conservação do meio ambiente. Ambas, devem ser aliadas e são imprescindíveis para a sustentabilidade do planeta. A obra, vem a materializar o anseio da Editora Pantanal na divulgação de resultados, que contribuem de modo direto no desenvolvimento humano. O e-book “Pesquisas Agrárias e Ambientais Volume VIII” é a continuação de uma série de volumes de e-books com trabalhos que visam otimizar a produção de alimentos, o meio ambiente e promoção de maior sustentabilidade nas técnicas aplicadas nos sistemas de produção das plantas e animais. Ao longo dos capítulos são abordados os seguintes temas: Restrição algébrica e modelagem mista podem ser utilizadas para aumentar a acurácia da predição do afilamento de árvores de Pinus taeda; doenças que acometem as aves: uma revisão; larvas e vermes na compostagem de resíduos orgânicos provenientes de baias de equinos; a geotecnologia na avaliação e monitoramento da desertificação no semiárido do Brasil: um estudo de caso de Gilbués, Piauí; temperatura do globo negro: estimativa e métodos alternativos de baixo custo para medições em ambientes externo e interno; estudo do efeito da continuidade espacial em modelos de relação hipsométrica em Eucalyptus sp.; calagem e NPK na formação de mudas de canafístula; efeito residual de pó de metabalsato no milho safra. Portanto, esses conhecimentos irão agregar muito aos seus leitores que procuram promover melhorias quantitativas e qualitativas na produção de alimentos e do ambiente, ou melhorar a qualidade de vida da sociedade. Sempre em busca da sustentabilidade do planeta. Aos autores dos capítulos, pela dedicação e esforços sem limites, que viabilizaram esta obra que retrata os recentes avanços científicos e tecnológicos na área de Ciência Agrárias e Ciências Ambientais Volume VIII, os agradecimentos dos Organizadores e da Pantanal Editora. Por fim, esperamos que este ebook possa colaborar e instigar mais estudantes e pesquisadores na constante busca de novas tecnologias e avanços para as áreas de Ciências Agrárias e Ciências Ambientais. Assim, garantir uma difusão de conhecimento fácil, rápido para a sociedade. Os organizadores 4 Sumário Apresentação ................................................................................................................................... 4 Capítulo I ......................................................................................................................................... 6 Restrição algébrica e modelagem mista podem ser utilizadas para aumentar a acurácia da predição do afilamento de árvores de Pinus taeda? ................................................................................................................. 6 Capítulo II ......................................................................................................................................15 Doenças que acometem as aves: uma revisão ................................................................................................ 15 Capítulo III .................................................................................................................................... 25 Larvas e vermes na compostagem de resíduos orgânicos provenientes de baias de equinos ................. 25 Capítulo IV .................................................................................................................................... 43 A geotecnologia na avaliação e monitoramento da desertificação no semiárido do Brasil: um estudo de caso de Gilbués, Piauí ........................................................................................................................................ 43 Capítulo V ...................................................................................................................................... 59 Temperatura do globo negro: estimativa e métodos alternativos de baixo custo para medições em ambientes externo e interno .............................................................................................................................. 59 Capítulo VI .................................................................................................................................... 73 Estudo do efeito da continuidade espacial em modelos de relação hipsométrica em Eucalyptus sp. ..... 73 Capítulo VII ................................................................................................................................... 89 Calagem e NPK na formação de mudas de canafístula ................................................................................ 89 Capítulo VIII ................................................................................................................................. 95 Efeito residual de pó de metabalsato no milho safra .................................................................................... 95 Índice Remissivo .......................................................................................................................... 101 Sobre os organizadores................................................................................................................. 102 5 Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Capítulo I Restrição algébrica e modelagem mista podem ser utilizadas para aumentar a acurácia da predição do afilamento de árvores de Pinus taeda? Recebido em: 07/10/2021 Aceito em: 11/10/2021 10.46420/9786581460167cap1 Ximena Mendes de Oliveira1* INTRODUÇÃO O afilamento refere-se ao decréscimo em diâmetro que ocorre da base para o ápice do fuste da árvore (Burkhart; Tomé, 2012) e pode ser modelado por funções de afilamento. Entre as funções de afilamento mais utilizadas no Brasil, estão as classificadas como não segmentadas, como o polinômio de quinto grau e o polinômio de potências inteiras e fracionárias (Téo et al., 2013; Ribeiro; Andrade, 2016; Kohler et al., 2016). No entanto, estudos mostram que o uso de funções segmentadas (Souza et al., 2008) e exponenciais (Andrade, 2014) pode apresentar ganho em acurácia nas estimativas. Liu et al. (2020) destaca que a função de afilamento exponencial de Kozak (1988) é amplamente difundida no contexto mundial. Isso justifica a escolha desse modelo para este estudo que não teve como objetivo testar diferentes funções de afilamento. Ao definir a utilização de um modelo, diferentes alternativas de ajuste podem ser propostas para buscar ganho em acurácia nas estimativas. Cao (2009), por exemplo, propõe o método da restrição algébrica que força o modelo a passar por um diâmetro superior, fazendo com que um parâmetro médio do modelo exponencial se torne um parâmetro específico por árvore individual. Oliveira (2020) e Rodil et al. (2017) testaram essa abordagem de ajuste e verificaram aumento na acurácia do volume obtido ao longo do fuste das árvores. Outra alternativa para buscar melhorias no ajuste é a abordagem mista. A partir dos modelos mistos, é possível manter o parâmetro com um valor médio para a população (efeito fixo) e com valores médios para subgrupos (efeito aleatório) (Pinheiro; Bates, 2000). Santos et al. (2021), por exemplo, observou ganho em acurácia ao acrescentar efeito aleatório em nível de árvore individual na modelagem de funções de afilamento não segmentadas. 1 Universidade Estadual do Centro Oeste (UNICENTRO). Rua Professora Maria Rosa Zanon, Engenheiro Gutierrez, Campus Irati, CEP: 84505-677, Irati, PR, Brasil. * Autora correspondente: ximena@unicentro.br -6- Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Neste contexto, o objetivo do estudo foi ajustar o modelo exponencial de Kozak (1988) de forma fixa (como é tradicionalmente considerado) e avaliar duas alternativas de ajuste para ganho em acurácia das estimativas: a) ajuste com a metodologia de restrição algébrica, testando o diâmetro superior nas alturas de 2 m, 3 m, 4 m e 5 m; b) ajuste com efeitos mistos considerando somente o parâmetro a0 com efeito fixo e efeito aleatório em nível de árvore individual e considerando os parâmetros a0 e a1 com efeitos fixos e efeitos aleatórios em nível de árvore individual. Dados de cubagem indireta de 60 árvores de Pinus taeda, plantadas nos espaçamentos de 4 m x 2 m e 3 m x 2 m foram utilizados nas abordagens de ajuste. MATERIAL E MÉTODOS Área de estudo e base de dados A área de estudo está localizada no município de Irati, Paraná, Brasil (25º27’56’’ de latitude sul e 50º37’51’’ de longitude oeste). A região apresenta o clima temperado úmido com verão temperado (Cfb), caracterizado por ausência de estação seca, temperatura média máxima de 22 ºC, mínima de -3ºC e média de 18ºC (Alvares et al., 2013) e ocorrência frequente de geadas no inverno (IBGE, 2021). Os dados foram coletados em dois talhões de Pinus taeda: talhão 1 com espaçamento de plantio de 4 m x 2 m e área de 1,12 ha e talhão 2 com espaçamento de plantio de 3 m x 2 m e área de 0,76 ha. As árvores foram plantadas em 2003 e a coleta de dados foi realizada em 2020, quando as árvores tinham, aproximadamente, 17 anos. A distribuição diamétrica foi conhecida a partir de dados do inventário florestal realizado na área em 2019. Com essa informação, árvores foram cubadas, uniformemente, em todas as classes de diâmetro com amplitude de 4 cm. O talhão 1 apresentou seis classes de diâmetro, variando de 13 cm a 37 cm e o talhão 2 apresentou cinco classes de diâmetro, variando de 13 cm a 33 cm. Desta forma, foram cubadas 5 árvores por classe no talhão 1 e 6 árvores por classe no talhão 2, totalizando 60 árvores cubadas. A cubagem foi realizada de forma indireta com o Criterion RD 1000. A validação da mensuração com esse dendrômetro óptico pode ser verificada na literatura (Curto et al., 2019; Nicoletti et al., 2015; Oliveira et al., 2018). O critério adotado para calibrar a mensuração e reduzir erros não amostrais foi a mensuração direta com a suta, de forma simultânea, nos diâmetros do fuste até os 2 m de altura (0,2 m; 0,5 m; 0,7 m; 1,0 m; 1,3 m e 2 m). Acima de 2 m, os diâmetros foram mensurados de 1 m em 1 m, somente de forma indireta, até a altura do fuste. As informações coletadas na cubagem das árvores foram: diâmetro em cm à 1,3 m de altura (dap), altura total (ht) em m, diâmetros (di) em cm em diferentes alturas (hi) em m ao longo do fuste. A estatística descritiva dos dados de dap e ht está representada na Tabela 1. -7- Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Tabela 1. Estatística descritiva dos dados de dap (cm) e ht (m) e vol (m³) das 60 árvores cubadas. Variável Mínimo Máximo Média DP CV (%) dap (cm) 13,0 35,4 24,0 6,1 25,6 ht (m) 15,1 24,5 21,3 1,9 9,0 DP = desvio padrão amostral; CV (%) = coeficiente de variação em %. Função de afilamento e abordagens de ajuste A função de afilamento exponencial de Kozak (1988) foi utilizada para predizer diâmetros ao longo dos fustes das árvores. O modelo (1) foi ajustado inicialmente com a abordagem de efeitos fixos. 𝑑𝑖 = 𝑎0 𝑑𝑎𝑝𝑎1 𝑎2 𝑑𝑎𝑝 𝑥 [𝛽1𝑧²+𝛽2 ln(𝑧+0,001)+𝛽3√𝑧+𝛽4 exp(𝑧)+𝛽5 ( 𝑑𝑎𝑝 )] ℎ𝑡 (1) em que 𝑎𝑖′𝑠 e 𝛽𝑖′𝑠 são os coeficientes de efeitos fixos; di é o diâmetro (cm) localizado em diferentes alturas ao logo do fuste; dap é o diâmetro à altura de 1,3 m do solo; 𝑥 = [(1 − √ℎ𝑖/ℎ𝑡)/(1 − √1,3/ℎ𝑡)]; hi é a altura (m) ao longo do fuste; ht é a altura total (m) da árvore; z = hi/ht; ln é o logaritmo neperiano; exp é o exponencial. A primeira alternativa testada para aumentar a acurácia das estimativas foi a calibração do modelo utilizando diâmetros superiores, conforme abordagem de restrição algébrica proposta por Cao (2009). A restrição algébrica foi utilizada para forçar o modelo a passar pelo dap e por um diâmetro superior (ds). Foram testados os diâmetros superiores localizados nas alturas de 2 m, 3 m, 4 m e 5 m. A restrição algébrica foi aplicada com os seguintes passos: a) o parâmetro 𝑎0 foi isolado do modelo (1) e as condições impostas foram di = ds e hi igual à altura em que o ds se localiza, assim, o parâmetro médio 𝑎0 foi modificado para o parâmetro 𝑎0′ , específico por árvore; b) o parâmetro 𝑎0 foi substituído por 𝑎0′ no modelo (1) para obter as estimativas. Um exemplo da calibração algébrica está detalhado em Oliveira (2020). A segunda alternativa testada para aumentar a acurácia das estimativas foi o uso da modelagem de efeitos mistos, considerando duas possibilidades: a) o parâmetro 𝑎0 com efeito misto (fixo e aleatório), conforme modelo (2); b) parâmetros 𝑎0 e 𝑎1 com efeito misto (fixo e aleatório), conforme modelo (3). Os efeitos aleatórios foram considerados em nível de árvore individual. 𝑑𝑖 = (𝑎0 + 𝑐0 )𝑑𝑎𝑝𝑎1 𝑎2 𝑑𝑎𝑝 𝑥 [𝛽1𝑧²+𝛽2 ln(𝑧+0,001)+𝛽3√𝑧+𝛽4 exp(𝑧)+𝛽5 ( 𝑑𝑖 = (𝑎0 + 𝑐0 )𝑑𝑎𝑝(𝑎1 +𝑐1) 𝑎2 𝑑𝑎𝑝 𝑥 [𝛽1𝑧²+𝛽2 ln(𝑧+0,001)+𝛽3√𝑧+𝛽4 -8- 𝑑𝑎𝑝 )] ℎ𝑡 exp(𝑧)+𝛽5 ( (2) 𝑑𝑎𝑝 )] ℎ𝑡 (3) Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII em que 𝑐0 e 𝑐1 são coeficientes de efeito aleatório em nível de árvore individual. Demais variáveis foram descritas anteriormente. Processamento e avaliação das estimativas O processamento foi realizado no software R (R Core Team, 2021). Os pacotes ggplot2 (Wickham, 2016), gridExtra (Auguie, 2017) e nlme (Pinheiro et al., 2016) foram utilizados. Para avaliar a qualidade das predições, as estatísticas utilizadas foram a raiz do erro quadrático médio (RMSE, expressão 4), o erro médio absoluto (MAE, expressão 5) e o erro médio (T, expressão 6). A análise gráfica foi considerada por gráficos 1:1, de modo que, valores mais próximos da linha diagonal indicam estimativas mais acuradas. 2 ∑𝑛 𝑖=1(𝑑𝑖𝑜𝑏𝑠. −𝑑𝑖𝑒𝑠𝑡. ) 𝑅𝑀𝑆𝐸(𝑐𝑚) = √ 1 (4) 𝑛 𝑀𝐴𝐸(𝑐𝑚) = ∑𝑛𝑖=1|𝑑𝑖𝑜𝑏𝑠. − 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑡. | 1 (5) 𝑛 𝑇(𝑐𝑚) = ∑𝑛𝑖=1(𝑑𝑖𝑜𝑏𝑠. − 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑡. ) 𝑛 (6) em que: n = número de observações; diobs.= diâmetros ao longo do fuste mensurados; diest.= diâmetros ao longo do fuste estimados. RESULTADOS O modelo de Kozak (1988) foi ajustado, inicialmente, com a abordagem de efeitos fixos. Nessa etapa, o parâmetro 𝛽3 foi não significativo para um α=5%, portanto, foi removido do modelo e o modelo foi ajustado novamente. Na sequência, os ajustes considerando a restrição algébrica e a abordagem mista foram realizados considerando a remoção do parâmetro 𝛽3. As estatísticas de erro (RMSE, MAE e T) do ajuste tradicional (abordagem de efeitos fixos) e das duas alternativas testadas para aumento da acurácia da predição (restrição algébrica e abordagem de efeitos mistos) estão representadas na Tabela 2. Independente do diâmetro superior utilizado, a abordagem utilizando a restrição algébrica apresentou piores resultados em relação à estatística RMSE. No entanto, para as estatísticas MAE e T, esta abordagem indicou aumento de acurácia ao utilizar diâmetros superiores nas alturas de 2 m, 3 m e 4 m. A abordagem que utilizou os efeitos mistos foi a que apresentou maior redução nas três estatísticas analisadas comparada ao ajuste com efeitos fixos e, também, aos ajustes com a metodologia da restrição algébrica. -9- Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Tabela 2. Estatísticas de avaliação das estimativas das equações ajustadas pela abordagem de efeitos fixos, abordagem com a restrição algébrica e abordagem de efeitos mistos. Abordagem de ajuste Estatísticas RMSE MAE T Efeitos Fixos 0,8234 0,6024 0,5796 Restrição algébrica (ds = 2 m) 0,8707 0,6010 0,0400 Restrição algébrica (ds = 3 m) 0,8486 0,5894 -0,0464 Restrição algébrica (ds = 4 m) 0,8975 0,6000 -0,0358 Restrição algébrica (ds = 5 m) 0,9410 0,6397 0,0106 Efeitos mistos (𝑎0 aleatório) 0,7457 0,5655 0,1884 0,7494 0,5709 0,1969 Efeitos mistos (𝑎0 e 𝑎1 aleatórios) Figura 1. Comportamento dos valores observados de diâmetros (cm) ao longo do fuste das árvores em relação aos valores estimados de diâmetros (cm), considerando: a) abordagem de efeitos fixos; b) restrição algébrica com ds = 2 m; c) restrição algébrica com ds = 3 m; d) restrição algébrica com ds = 4 m; e) restrição algébrica com ds = 5 m; f) abordagem de efeitos mistos (𝑎0 aleatório); g) abordagem de efeitos mistos (𝑎0 e 𝑎1 aleatórios). - 10 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII A análise gráfica também foi considerada para verificar o comportamento das predições em relação aos diâmetros mensurados ao longo do fuste (Figura 1). Apesar da redução das estatísticas de MAE e T na maioria dos casos para a restrição algébrica (Tabela 2), observou-se um aumento do erro da predição em diâmetros maiores, que são aqueles mais próximos à base das árvores (Figuras 1b, 1c, 1d, 1e), comparado ao ajuste tradicional fixo (Figura 1a). Além disso, observou-se que quanto maior a altura considerada para o diâmetro superior, maior foi a tendência de reduzir a acurácia dos maiores valores de diâmetro (próximos à base do fuste) e aumentar a acurácia de menores valores de diâmetro (próximos ao ápice do fuste). A predição dos diâmetros ao longo do fuste na abordagem de ajuste de efeitos mistos (Figuras 1f, 1g) apresentou a dispersão dos pontos mais próxima à linha diagonal, quando comparada à abordagem fixa e à abordagem utilizando a restrição algébrica com os diferentes diâmetros superiores. Desta forma, foi a alternativa com maior eficiência para aumentar a acurácia sem gerar tendências de aumento de erros em posições específicas ao longo do fuste. DISCUSSÃO O modelo exponencial de Kozak (1988) apresentou resultados acurados no ajuste com efeitos fixos, considerado o método de ajuste tradicionalmente aplicado. O uso dessa e de outras funções exponenciais de afilamento têm sido empregadas com sucesso para obter predições acuradas, inclusive, uma das técnicas consideradas é a inclusão de variáveis explicativas no expoente do modelo para promover o ajuste generalizado (Liu et al. 2020). Scolforo et al. (2018a) mostram que além da inclusão de variáveis independentes nas funções de afilamento, uma alternativa eficaz para a obtenção de estimativas mais acuradas é a aleatorização de parâmetros, considerando o ajuste com efeitos mistos. Santos et al. (2021) testaram duas funções de afilamento não segmentadas, utilizando ajuste com efeitos fixos e ajuste com efeitos mistos e concluíram que a abordagem com efeitos mistos é eficaz para a redução do erro das estimativas. Resultado semelhante foi verificado nesse estudo, uma vez que a alternativa de abordagem com efeitos mistos foi a que apresentou maiores ganhos em acurácia das estimativas de diâmetros ao longo do fuste. Os modelos mistos, no contexto florestal, têm sido utilizados para predizer o afilamento (Scolforo et al., 2018a; Scolforo et al., 2018b; Santos et al., 2021) e outras variáveis importantes, como a altura total das árvores (Ferraz Filho et al., 2018) e o volume de árvores individuais (Oliveira; Mayrinck, 2021). A eficiência dessa abordagem se justifica pela capacidade de captação de variabilidade ao obter informações específicas com o nível de detalhamento considerado no efeito aleatório (Pinheiro; Bates, 2000). Além dos modelos mistos, foi verificado nesse estudo a abordagem da restrição algébrica apresentada por Cao (2009). No entanto, a aplicação dessa alternativa gerou tendência nas estimativas dos - 11 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII diâmetros mais próximos à base das árvores. Isso pode ser justificado pela maior variabilidade de forma na estrutura mais próxima à base do fuste, denominada neilóide (Burkhart; Tomé, 2012). Uma outra explicação pode ser dada pela disponibilidade dos dados coletados, uma vez que a cubagem indireta permite a obtenção de diâmetros até a altura de copa e não até a altura total como na cubagem destrutiva. Rodil et al. (2017) e Oliveira (2020) utilizaram a restrição algébrica em dados de cubagem destrutiva e verificaram a potencialidade dessa abordagem como uma alternativa para aumento da acurácia das estimativas. A busca por alternativas que promovam o aumento da acurácia da modelagem do afilamento do fuste de árvores de Pinus taeda é justificada pela grande importância da espécie no Brasil, auxiliando no planejamento dos multiprodutos que podem ser gerados pelo gênero Pinus, atendendo diversos setores, como a indústria de celulose, de laminação e de madeira serrada (IBÁ, 2020). Portanto, recomenda-se nesse estudo o uso da abordagem de modelos com efeitos mistos e, além disso, a estimulação por outras pesquisas que testem alternativas para redução de erros nas estimativas de afilamento do fuste das árvores. CONCLUSÃO A modelagem com efeitos mistos apresentou os resultados mais acurados em comparação com às demais abordagens avaliadas e não apresentou tendência de erros em nenhuma posição do fuste. A abordagem utilizando a restrição algébrica provocou aumento nos erros das estimativas de diâmetros próximos à base, portanto, não é recomendada para o aumento da acurácia das predições do afilamento das árvores de Pinus taeda quando são utilizados dados de cubagem indireta com diâmetros coletados até a altura do fuste. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alvares CA et al. (2013). Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22(6): 711-728. Andrade VCL (2014). 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O início da avicultura no Brasil está diretamente ligado ao descobrimento das terras brasileiras pelos portugueses, sendo que os registros históricos da carta de Pero Vaz de Caminha comprovam que as primeiras matrizes destas aves chegaram com as primeiras caravelas portuguesas. No Brasil as aves, popularmente denominadas de galinhas, sempre foram consideradas fonte de alimento. Os portugueses também apreciavam a carne de frango, a exemplo Dom João VI e Dom Pedro II (ABPA, 2011). Este fato denota a importância destas aves na composição da dieta de muitos brasileiros (Nascimento, 2019). A avicultura é considerada uma das mais importantes atividades da agropecuária brasileira, sendo desenvolvida inicialmente nas regiões Sul e Sudeste, expandindo-se para a região Centro-Oeste e Nordeste, onde tem maior número de consumidores no mercado interno (Belusso et al., 2010). O Brasil ocupa o segundo lugar no ranking de maiores produtores mundiais de carne de frango. O Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) divulgou dados preliminares que revelam uma produção brasileira expressiva, com 18,3 milhões de toneladas de carne de frango em 2016 (Franco, 2017). No entanto, estudos realizados pela Associação Brasileira de Proteína Animal (ABPA) mostraram que houve diminuição na disponibilidade deste produto da avicultura no mercado interno. De acordo com Franco (2017) a carne de frango produzida no Brasil foi exportada em 2016 para 141 países, sendo Arábia Saudita, China, Japão, Emirados Árabes Unidos e Hong Kong seus principais importadores. Este fato, explica a reduzida disponibilidade do produto no país neste período. Recentemente, foi divulgada em relatório da USDA uma projeção otimista da produção de carne de frango brasileira com crescimento estimado de 1,8% em 2019, chegando as 13,6 milhões de toneladas. A atividade avícola nacional passa por um crescimento exponencial. A galinha se destaca como a espécie mais explorada. Porém, outras aves como perus, avestruzes, codornas, patos, marrecos, entre 1 Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas, Cruz das Almas-BA. Texto extraído do Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) do primeiro autor. 2 Universidade do Estado de Minas Gerais, Passos-MG. * Autor correspondente: asnrita@yahoo.com.br - 15 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII outras tem contribuído para o aumento na produção brasileira. Os principais produtos desta atividade são a carne e os ovos, sendo desta forma a avicultura subdividida em: avicultura de corte e de postura (Murad et al., 2014, Nascimento, 2019). A criação de galinhas caipiras no Brasil é uma tradição, sendo encontradas tanto em áreas rurais como urbanas em galinheiros improvisados, geralmente para consumo familiar dos produtos (ovos e carne) (Sagrilo et al., 2007). Existe um número elevado de raças e cruzamentos de galinhas que são utilizados para esta finalidade (Murad et al., 2014). As doenças que acometem as aves sejam em criações domésticas ou de escala comercial representam um dos entraves para o sucesso da avicultura. O manejo sanitário nas criações de aves é uma das premissas para manter o bem estar destes animais. As aves podem ser acometidas por enfermidades fúngicas, bacterioses, verminoses, viroses, bem como por parasitas, que podem reduzir a produtividade do plantel e causar a mortalidade dos animais (Soares et al., 2008; Cardoso et al., 2015a). Dessa forma informações referentes às doenças que afetam as aves e consequentemente acarretam prejuízos para atividade avícolas são necessárias. Assim, no presente estudo teve-se como objetivo reunir informações relevantes a respeito das principais doenças que acometem as aves. As informações presentes neste trabalho foram oriundas da busca em literatura diversas como: livros, E-Books Backlist, capítulos de livro, artigos científicos, priorizando àqueles mais relevantes para temática e publicados recentemente. A busca foi realizada em base de dados da Web of Science, ScienceDirect, SciELO - Scientific Electronic Library Online, Google Acadêmico e PubMed, assim como em rede social voltada a pesquisa como a ResearchGate. Os principais termos técnicos utilizados na pesquisa foram: aves caipiras, doenças em aves, sanidade avícola, controle de doenças das aves, manjo sanitário na avicultura, sendo estes utilizados para busca em língua inglesa e portuguesa. DOENÇAS QUE ACOMETEM AS AVES CAIPIRAS A criação de aves é uma das principais atividades do agronegócio brasileiro, sendo rentável ao investidor e segura ao consumidor final (Amaral et al., 2014). A avicultura brasileira tem-se destacado com aumento exponencial na produção e exportação dos seus produtos. Dessa forma, os cuidados com a sanidade das aves são de fundamental importância para essa evolução, entretanto, patógenos que afetam o peso e a qualidade da carcaça continuam a provocar grandes prejuízos à produção avícola (Cardoso et al., 2015a). A ocorrência de doenças nas aves está relacionada ao manejo higiênico sanitário não adequado e a falta de controle de vacinações para evitar as doenças mais frequentes na avicultura (Albuquerque et al., 1998). - 16 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII O plano de vacinação para aves caipiras deve ter como premissa o controle das principais doenças virais, como a newcastle, marek, gumboro, bronquite infecciosa e bouba aviária (Barbosa et al., 2007). O desempenho zootécnico das aves (peso médio, conversão alimentar, mortalidade, rendimento de carcaça, etc.) é afetado pela ocorrência de doenças. Porém, o avicultor deve considerar também o efeito negativo sobre a demanda e a credibilidade do produto avícola no mercado (Barbosa et al., 2007). PRINCIPAIS DOENÇAS DE AVES Bacterioses Colibacilose aviária O agente causal é Escherichia coli, apresentando-se de várias formas como a doença crônica respiratória, onfalite, salpingite, septicemias, peritonites, síndrome da cabeça inchada, enterites e celulite (Gross, 1994). O surgimento da colibacilose é influenciado pela interação entre muitos fatores, como micro-organismo, manejo, alimentação, instalações e condição do animal (Ferreira et al., 2009; Cardoso et al., 2015a). Salmonelose A salmonelose tem como agente causal bactérias pertencentes ao gênero Salmonella, estes patógenos podem originar enfermidades distintas como a pulorose, cujo agente é S. pullorum, e provoca doença sistêmica severa nas aves, com alta morbidade, alta letalidade e redução na produção de ovos; o tifo aviário, que tem como agente S. gallinarum e que também provoca doença sistêmica em aves domésticas, com curso agudo ou crônico e mortalidade moderada ou alta. Esta doença é mais frequente em aves adultas (Berchieri Júnior et al., 2009; Cardoso et al., 2015a; 2015b). Micoplasmose O agente causal é Mycoplasma gallisepticum. Trata-se de uma doença sistêmica e respiratória. Apresenta como sintomas característicos a tosse, espirros, secreção nasal, sinusite, traqueíte, pneumonia e aerossaculite. É conhecida como “doença crônica respiratória” (Cardoso et al., 2015a; Carvalho et al., 2017). Coriza infecciosa A coriza infecciosa é causada pela bactéria Haemophilus paragallinarum. Esta enfermidade é conhecida popularmente como gogô das galinhas. Trata-se de uma doença respiratória aguda, subaguda ou crônica, e muito contagiosa, sendo que este microrganismo compromete, principalmente, o trato respiratório superior das aves em todas as idades. Esta doença possui como sintomas caraterísticos o - 17 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII corrimento nasal, espirros e edema da face baixa dos olhos, conjuntivite catarral e barbelas inchadas nos machos (Silva et al., 2014; C Cardoso et al., 2015a). Cólera aviária O agente causal é a bactéria Pasteurella multocida. Esta enfermidade é conhecida também como pasteurelose. Causa septicemia de início súbito com elevada morbidade e alta taxa de mortalidade, porém podem ocorrer infecções crônicas e assintomáticas. A cólera aviária é mais comum em criações de aves caipiras. Esta enfermidade apresenta como sintomas febre, sonolência, congestão ou cianose de cristas e barbelas e morte repentina (Quinn et al., 2011; Cardoso et al., 2015a). Viroses Doença de Gumboro O agente causal da enfermidade conhecida como doença infecciosa da bolsa de Fabrício é o vírus da família Birnaviridae. A doença afeta aves jovens de três a sete semanas de idade, é altamente contagiosa. A infecção atua no sistema imunológico dos frangos provocando a perda de apetite das aves, diarreia acentuada, depressão, desidratação e desuniformidade no plantel (Marinho et al., 2003; Rocha et al., 2014; Cardoso et al., 2015a). Doença de Newcastle A doença de Newcastle tem como agente etiológico vírus da família Paramyxoviridae. Esta enfermidade é altamente contagiosa e pode acometer aves em qualquer idade. Os indivíduos infectados possuem como sintomas característicos a redução no consumo de alimentos e espirros, além das dificuldades respiratórias e conjuntivite (Alexander, 1991; Cardoso et al., 2015a). Bronquite infecciosa A bronquite infecciosa é uma enfermidade que tem como agente causal vírus da família Coronaviridae. A doença possui manifestações respiratórias, renais, reprodutivas e entéricas de frangos, poedeiras e reprodutoras. Quando as manifestações são respiratórias em aves jovens a taxa de mortalidade é elevada. Para galinha poedeira adulta no período produção a forma de manifestação preocupante é a genital, pois afeta postura e os ovos apresentam casca mole, sem casca, perda de cor da gema e a clara com baixa viscosidade (Cardoso et al., 2015a; Silva et al., 2018). - 18 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Influenza aviária A influenza aviária é uma enfermidade causada pelo vírus da influenza tipo A, pertencente à família Orthomyxoviridae. Este patógeno pode afetar aves silvestres e domésticas. A enfermidade tornou-se conhecida em escala mundial como gripe aviária, em função do seu elevado índic de letalidade, tanto nas aves domésticas, quanto em seres humanos. Os sintomas em aves são lesões graves nos sistemas respiratório, digestivo, nervoso e reprodutivo (Martins, 2001; Cardoso et al., 2015a). Bouba aviária A enfermidade denominada de bouba aviária é causada por um poxvírus. A doença é conhecida também como varíola das aves e pode acometer estes indivíduos em qualquer idade. Os sintomas da infecção na epiderme são aparecimento de nódulos nas regiões desprovidas de penas. Quando a infecção ocorre na garganta, há formação de placas que podem se disseminar rapidamente causando dificuldades para respirar, perda de apetite, prostração e mortalidade das aves (Berchieri et al., 2000; Moço et al., 2008; Cardoso et al., 2015a). Doença de Marek A doença de Marek é uma neoplasia, cujo agente etiológico é um herpesvírus da família Herpesviridae. Este patógeno, afeta as aves jovens. Os sintomas comumente observados são a presença de tumores que podem ser encontrados nas vísceras das aves, no sistema nervoso central e periférico, na epiderme e no globo ocular, levando a ave à prostração, paralisia e morte (Souza, 2010; Cardoso et al., 2015a). Doenças fúngicas Aspergilose A aspergilose tem como agente etiológico qualquer indivíduo do gênero Aspergillus. É tratada como uma doença respiratória, cuja infecção ocorre pela inalação dos esporos liberados pelos fungos. Esta enfermidade pode afetar as aves jovens em geral e pode de causar elevados índices de mortalidade (Andreatti, 2007; Cardoso et al., 2015a). Micotoxicoses Esta doença ocorre após ingestão de alimentos contaminados por micotoxinas, comumente em milho e rações. As micotoxinas são produzidas por fungos. O controle é preventivo, quando observada a presenças de coloração azulada, mofo, nas rações e ou milho estes devem ser descartados, ou devem ser utilizadas estratégias para minimizar os efeitos das micotoxinas, como a utilização de adsorventes na ração. - 19 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Os sintomas característicos são palidez das aves, crescimento reduzido, diarreia, hemorragia e morte (Cardoso et al., 2012; Cardoso et al., 2015a). Parasitoses Coccidiose Coccidiose é um tipo de doença provocada por um protozoário do gênero Eimeria. Este parasita causa lesões no intestino, apresentando variações desde pequenas irritações até lesões mais graves, com hemorragias e necrose. Adicionalmente, provocam alta taxa de mortalidade, perda de peso, despigmentação e diarreia com ou sem sangue (Cardoso et al., 2015a). Verminoses As verminoses são causadas por parasitas em suas diferentes formas de vida, sendo que estes afetam seu hospedeiro e para completar seu ciclo de vida consequentemente provoca a morte do mesmo. As aves são frequentemente afetadas por endoparasitas como os nematoides (vermes redondos) e cestoides (vermes chatos) (Rennó et al., 2008; Cardoso et al., 2015a). Ectoparasitoses Comumente são registradas as ectoparasitoses causadas por carrapatos, dermanissos (ácaros da galinha, piolho, pixilinga ou quilenga), moscas, mosquitos, ornitonissos (ácaros da galinha ou piolho), sarna e percevejos. A ectoparasitose pode debilitar as aves e deixá-las susceptíveis a outras doenças (Cardoso et al., 2015a). Destacam-se nas infestações de aves domésticas os piolhos que são insetos da ordem Phthiraptera e os ácaros (Acari) (Soares et al. 2008; Santos et al., 2013). No Brasil três espécies de ácaros hematófagos (que se alimentam de sangue) já foram avaliadas parasitando aves, são elas Dermanyssus gallinae, Ornithonyssus sylviarum e O. bursa (Acari). Dermanyssus gallinae é um ectoparasita de aves domésticas e silvestres. Nas criações domésticas e comerciais estes indivíduos geralmente causam problemas para aves de postura (Morrone et al., 2001; Soares et al., 2008). DIAGNÓSTICO E CONTROLE DE DOENÇAS DE AVES Para diagnose de doenças o quadro clínico não é suficiente, pois muitas doenças que afetam as aves possuem sintomatologia semelhante. A diagnose por meio de testes laboratoriais são os métodos mais eficientes. Os testes sorológicos mais utilizados para o diagnóstico de doenças são: os testes de inibição de hemaglutinação (HI) e o teste de imunoenzimático conhecido como ELISA. O isolamento viral e a posterior caracterização consistem em um método seguro de diagnóstico (Pec Nordeste, 2007). - 20 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Para o diagnóstico de doenças provocadas por vírus (viroses) podem ser adotados métodos convencionais que são baseados no isolamento viral em ovos embrionados ou em cultura de órgão traqueal, seguido da técnica de vírus-neutralização, no entanto estas técnicas demandam tempo prolongado e custo elevado. Métodos alternativos também podem ser utilizados como exemplo a reação de imunofluorescência, a técnica de hibridização “in situ”, a microscopia eletrônica, além das provas sorológicas de inibição de hemaglutinação e ELISA com anticorpos monoclonais ou policlonais comumente usadas para diagnose da bronquite infecciosa (Luciano, 2010). As técnicas de biologia molecular como a reação de PCR (Reação em cadeia da polimerase) é outra possibilidade que trouxe importantes fundamentos para a realização dos métodos de diagnóstico laboratorial de patógenos infecciosos, acarretando em uma melhoria expressiva da sensibilidade e especificidade na diagnose do agente etiológico de várias doenças infecciosas ou parasitárias. A reação da transcriptase reversa (RT-PCR) tem amplo espectro de utilização, por tratar-se de meio de diagnóstico rápido, preciso e sensível nas infecções causadas pelo Vírus de Bronquite Infecciosa (Luciano, 2010). O diagnóstico de doenças fúngicas pode ser realizado por meio de análise laboratorial que é realizado através da cultura (isolamento do patógeno), da citologia e da histopatologia. Além disso, pode ser utilizado o teste sorológico de imunodifusão em gel de ágar (IDGA) (Panamberg et al., 2013). Todas essas técnicas são, muitas vezes, inviáveis para utilização pela agricultura familiar, dessa forma, o diagnóstico preciso não é possível e os conhecimentos populares devem ser levados em consideração na hora do tratamento dos animais. De acordo com Amaral et al. (2014) o programa de biosseguridade é uma ferramenta necessária e deve ser utilizada para assegurar a saúde das aves, bem como agregar valor e garantir a qualidade do produto para o mercado consumidor interno e externo. Os problemas sanitários mais frequentes nas criações de aves são provocados por microorganismos, nesse sentido a desinfecção deve ser uma prática criteriosa. A desinfecção de ambientes e equipamentos tem como finalidade a destruição micro-organismos patogênicos. Para tais práticas podem ser adotados agentes físicos (calor, radiação) ou químicos (bactericida, fungicida, vermífugo, acaricida, viricida, etc.) (Jaenisch et al., 2004; Araújo et al., 2013; Amaral et al., 2014). O manejo sanitário e as boas práticas têm como finalidade manter as condições higiênico-sanitárias no sistema de criação a fim de minimizar a ocorrência de doenças. Além disso, obter bom desempenho e proporcionar o bem-estar das aves, e consequentemente um produto de boa qualidade para o consumidor final. Desta forma, o manejo sanitário consiste na mais importante medida a ser considerada pelo produtor familiar de aves, sendo eficiente e funcional no controle de doenças virais, bacterianas e as parasitárias. Uma das formas de controlar as doenças no plantel é através da higienização das instalações, controle de vetores de doenças e remoção de carcaças de aves mortas (Pec Nordeste, 2007). - 21 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII É importante pensar em ferramentas de controle que possam ser empregadas pelo produtor familiar, dessa forma, métodos alternativos têm sido estudados. Para controle de ácaros hematófagos como Dermanyssus gallinae pode ser utilizado extratos foliares de café (Coffea sp.) com ação acaricida como demonstrado por Morrone et al. (2001). O extrato de nim (Azadirachta indica) pode ser aplicado para controle da infestação por Ornithonyssus sylviarum em aves poedeiras (Soares et al., 2008). CONSIDERAÇÕES FINAIS As doenças que acometem as aves podem comprometer a atividade avícola de forma significativa. Dessa forma, os cuidados com a sanidade das aves são premissas para o bom desenvolvimento das criações sejam elas para subsistência ou como uma fonte alternativa de renda, assim como em escala comercial. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABPA (2011). The saga of the Brazilian poultry industry: how Brazil has become the world’s largest exporter of chicken meat. Associação Brasileira de Proteína Animal. Rio de Janeiro: Insight, 120p. Albuquerque NI et al. (1998). Manual sobre criação de galinha caipira na agricultura familiar: noções básicas. 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Na produção dos adubos orgânicos, muitos organismos são conhecidos pela atuação como decompositores, destacando-se as minhocas. Para esses organismos, existem diversos estudos abordando diferentes materiais orgânicos, dentre os quais se encontram os estercos, especialmente o de origem bovina. Contudo, pouco se conhece sobre o esterco de equinos no Brasil e menos ainda sobre a ação de organismos no processo da sua decomposição, especialmente a ação dos besouros coprófagos. Desta forma, informações sobre a decomposição desse material orgânico por organismos como minhocas e besouros coprófagos, tanto podem potencializar o uso do esterco de equinos, como também pode contribuir para o uso agronômico e a conservação desses insetos da ordem Coleoptera. IMPORTÂNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA PARA A AGRICULTURA A matéria orgânica decomposta interfere positivamente em grande parte do potencial produtivo dos solos brasileiros, pois contribui para a melhoria das suas características físicas, químicas, físicoquímicas e biológicas. Dentre os benefícios proporcionados ao solo, pode-se destacar a melhor agregação, infiltração e retenção de água, aeração, maiores somas de bases (S), capacidade de troca catiônica (CTC), porcentagem de saturação de bases (%V), complexação de elementos tóxicos e disponibilidade de macro e micronutrientes, além dos aspectos biológicos que estão relacionados com microrganismos benéficos 1 Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas, Cruz das Almas-BA. Texto extraído da Tese de Doutorado do primeiro autor. 2 Grupo de Pesquisa Insecta. 3 Universidade do Estado de Minas Gerais, Passos-MG. 4 Universidade Federal do Mato Grosso, Cuiabá-MT * Autor correspondente: asndea@gmail.com - 25 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII encontrados na matéria orgânica, destacando-se fungos, bactérias e actinomicetos. Diferentes ácidos orgânicos, como: húmicos, fúlvicos, himatomelânicos e humina, presentes em maiores concentrações no húmus, reúnem as partículas do solo no processo de cimentação formando agregados estáveis, aumentando a sua porosidade e reduzindo a densidade aparente, deixando o solo mais floculado, ou seja, melhorando a sua estrutura (Koull et al., 2016). As substâncias húmicas são misturas heterogêneas de polieletrólitos originadas pela degradação biológica de resíduos animais e vegetais e da atividade de microrganismos. Possuem alto teor de grupos funcionais contendo oxigênio na forma de carboxilas, hidroxilas fenólicas e carbonilas. Os ácidos húmicos são responsáveis pela maior capacidade de troca catiônica (CTC) de origem orgânica nas camadas superficiais do solo, onde estão concentrados os resíduos culturais (Stevenson, 1994; Rocha et al., 2000; Rossi et al., 2011). O material orgânico humificado é constituído por compostos de carbono em diferentes graus de associação com as fases minerais do solo originados a partir da decomposição de resíduos vegetais e animais. Além de ser fonte de nutrientes, a matéria orgânica apresenta cargas de superfície que contribuem para o aumento da CTC (Capacidade de Troca de Cátions) do solo e, devido a sua alta reatividade, regula a disponibilidade de vários nutrientes, bem como a atividade de elementos potencialmente fitotóxicos e retrogradantes do fósforo, como ferro, alumínio e manganês, em solos ácidos. Existem também os aspectos biológicos relacionados com macro e microrganismos benéficos, encontrados na matéria orgânica, como as minhocas, larvas, besouros, fungos, bactérias e actinomicetos, responsáveis por uma série de transformações e reações, inclusive na fixação biológica do nitrogênio pela planta (Zandonadi et al., 2014). Por ser pouco densa em relação aos minerais do solo e por favorecer a formação de grânulos mais estáveis, a matéria orgânica reduz a densidade aparente do solo notadamente em solos argilosos, que apresentam uma maior microporosidade influenciando negativamente na aeração, com menor entrada de oxigênio da atmosfera livre para o interior do solo. Esse fator tem relevância para a respiração das raízes e absorção de elementos nutritivos na fase ativa, onde a energia é retirada da oxigenação. Também nesse tipo de solo, a drenagem fica prejudicada, favorecendo o encharcamento e uma maior enxurrada superficial, levando à probabilidade de aumento da erosão hídrica laminar. Nessa condição de solo, a saída de dióxido de Carbono e metano, resultante da respiração das raízes e organismos do solo ficam comprometidas (Penteado, 2016). Nos solos arenosos, denominados impropriamente como amorfos, há uma predominância da macroporosidade, com boa aeração, mas uma drenagem muito intensa, ou seja, baixa capacidade de armazenamento de água, o que pode ser prejudicial para a planta em períodos de estiagem, também - 26 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII denominados veranico. O emprego da matéria orgânica humificada minimiza esse problema, pois atua como se fosse uma esponja aumentando a capacidade de retenção de água no solo (Bastos et al., 2005). O pH representa a acidez ativa do solo, que é a concentração de íons hidrogênio na sua solução de onde são absorvidos os elementos nutritivos pela planta. Quando o pH é muito baixo, menor que 5, tem-se mais hidrogênio na solução e menos nutrientes para a planta, trazendo prejuízos para a sua nutrição. Embora a matéria orgânica não corrija o pH do solo, pode torná-lo mais estabilizado e menos susceptível a mudanças bruscas pelo uso de substâncias ácidas ou básicas, ou seja, aumenta o poder tampão do solo, fator positivo em solos arenosos com pequena concentração de coloides inorgânicos e baixo poder tampão (Morselli, 2016). Outro aspecto importante é o alumínio trocável, principal representante da acidez trocável do solo. Sua presença é muito prejudicial para a produção vegetal, pois além do efeito fitotóxico, é o maior retrogradante do íon fosfato e responsável pela dessorção de elementos básicos (cálcio, magnésio, potássio, sódio e outros íons positivos) do complexo de troca para a solução do solo em grandes quantidades, levando-os a perdas por lixiviações. A matéria orgânica humificada pode atenuar essas perdas, pseudo fixando o alumínio, assim como o ferro e manganês, que podem complexar o ânion fosfato e consequentemente diminuir a lixiviação de bases supracitadas. Os efeitos nocivos do alumínio trocável são atenuados após a humificação da matéria orgânica em virtude da maior presença dos ácidos húmicos, himatomelânicos, fúlvicos e humina, que quelatizam esse íon, tornando-o sem atividade por determinado tempo (Takahashi et al., 2016). A matéria orgânica no último estágio de decomposição é de relevância fundamental nos solos tropicais intensamente intemperizados, com argila de baixa atividade química, do grupo das caulinitas (1:1), incidindo em pequenas somas de bases (S) e Capacidade de Troca de Cátions (CTC), repercutindo em menor retenção de nutrientes e tendo uma porcentagem de saturação de bases (%V) baixa. A matéria orgânica aumenta sobremodo a superfície específica do solo, importante para a maior CTC, capacidade de adsorção de nutrientes e o fornecimento destes para a planta. A porcentagem de saturação de bases (%V) é o parâmetro físico-químico mais importante, pois ele determina a capacidade produtiva do solo, sendo classificado em: distrófico (%V < 50), onde a produção vegetal fica comprometida não atendendo à necessidade de nenhuma família de plantas; eutrófico fraco (%V em torno de 60%), abrigando principalmente plantas da família das gramíneas. A matéria orgânica pode aumentar esse valor em torno de 70 a 80%, onde podem ser exploradas outras culturas, como as leguminosas, plantas de paisagismo, horticultura e fruticultura (Silva et al., 2012). A matéria orgânica humificada apresenta diversidade de nutrientes, porém os teores são muito pequenos, principalmente comparando-se com os adubos minerais. Os nutrientes mais representativos da matéria orgânica são nitrogênio, enxofre e boro, e embora a concentração do fósforo seja menor nos - 27 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII adubos orgânicos, comparando-se com os conteúdos de nitrogênio e potássio, a matéria orgânica do solo é uma relevante fonte desse nutriente para as plantas, contendo geralmente de 15 a 80% do fósforo total encontrado no solo (Kiehl, 1985). Embora o nitrogênio e o enxofre estejam bem representados na matéria orgânica, seus armazenamentos no solo só podem ocorrer se estiverem na forma orgânica, pois a forma mineral de nitrogênio amoniacal e nítrico e do enxofre na forma de sulfato são predispostas à volatilização e/ou lixiviação (Conceição et al., 2005). Com o processo de humificação da matéria orgânica, a relação C/N é estreitada e o nitrogênio mineralizado fica mais disponível para a planta, com liberação mais lenta do que nos adubos minerais fontes do nutriente. Dessa forma, constitui-se em uma reserva para a planta, por possibilitar apresentar um efeito residual do elemento, o que não ocorre com o nitrogênio proveniente de adubos nitrogenados industrializados, que ficam mais predispostos à lixiviação. As bases cálcio e magnésio estão em concentrações insuficientes na matéria orgânica para uma elevação da soma de bases, porém com efeito indireto determinado pelo aumento do processo adsortivo, devido à dissociação de radicais alcoólicos, fenólicos e carboxílicos existentes na matéria orgânica (Kiehl, 2001; 2004). Os micronutrientes, como o molibdênio e principalmente ferro, cobre, zinco e manganês apresentam concentrações pequenas, não atendendo às necessidades nutricionais da planta (Pavinato et al., 2008). De acordo com Ramos et al. (2010), a matéria orgânica humificada tem importante papel no aproveitamento de fósforo para as plantas, sendo que nos solos tropicais é o elemento mais limitante da produtividade da biomassa, principalmente em virtude do processo da retrogradação sofrida pelos íons ferro, alumínio e manganês. Principalmente o ácido húmico quelatiza esses íons aumentando o coeficiente de disponibilidade do fósforo para a planta. Biologicamente, a matéria orgânica tem grande importância, pois devido a sua presença o solo é considerado um sistema vivo, em contínuas alterações. A maioria das reações que ocorrem no solo é de caráter bioquímico, com a ação de microrganismos. A matéria orgânica é de suma importância para a reprodução e a ação desses organismos que tem um papel relevante no processo produtivo, como as reações de oxidação de elementos e fixação simbiótica e livre do nitrogênio. Tem grande influência para os organismos do solo pelo fornecimento de nutrientes e energia para as suas atividades, sendo a residência também para macrorganismos como as minhocas, que são verdadeiros arados biológicos, melhorando a aeração do solo (Moreira et al., 2004). Conforme Kiehl (2004), a matéria orgânica tem importância direta na biologia do solo constituindo uma fonte de energia e de nutrientes para os organismos que participam de seu ciclo biológico, mantendo o solo em estado de constante dinamismo, exerce consequentemente importante papel na fertilidade e na produtividade das culturas. - 28 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Desta forma, o uso de matéria orgânica, especialmente pelo processo de compostagem, traz uma série de vantagens para a agricultura, entre elas a própria decomposição da matéria orgânica potencialmente putrescível para um estado estável, levando à reciclagem de nutrientes e à redução da emissão de gás metano resultante de processos anaeróbicos. A compostagem é o processo mais fácil e barato de decomposição da matéria orgânica na propriedade agrícola. Dentre as diversas possibilidades de fontes de matéria orgânica na agropecuária, encontram-se os estercos. Diversos dejetos animais são utilizados como adubo orgânico, de maneira especial, os estercos dos bovinos, ovinos e caprinos. No entanto, há um potencial de uso de estercos de equinos, que ainda é pouco conhecido e por isso mesmo tem pouca aceitação por diversos agricultores (Vázquez et al., 2018). ESTERCO DE EQUINOS O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) classificou a equinocultura brasileira como parte integrante da atividade pecuária em virtude de sua importância social e econômica (Vieira, 2011). O Brasil possui um rebanho com cerca de 5,6 milhões de cabeças ficando atrás da China (7,9 milhões de cabeças) e do México (6,3 milhões de cabeças) (Guerra et al., 2012). Este efetivo de rebanho praticamente se estabilizou nos últimos anos no Brasil, sendo que a maior população nacional de equinos se encontra na região Sudeste, mais especificadamente no estado de Minas Gerais (IBGE, 2017). O cavalo é utilizado para múltiplas atividades de lazer, esportes e terapias, principalmente no tratamento de pacientes especiais, aumentando o número de baias em centros urbanos e até “hotéis para cavalo”, o que culminou com o aumento considerável de animais por criador (Vieira, 2011). De acordo com esse autor, o dejeto sólido dos equinos é pouco usado no país, especialmente na região Nordeste, onde normalmente se queima, pois pelo volume produzido nos estábulos ou baias, constituem-se um poluente para o meio ambiente. Os animais ficam em regime de confinamento abrigados nestes estábulos não fazendo normalmente pastoreio direto. As baias têm dimensões variáveis com aproximadamente 16 m2, com piso de chão batido (sem calçamento), tendo no centro uma espécie de bueiro preenchido com pó de carvão e maravalha, que tem como função captação do excremento líquido (urina). Todo o piso da baia é coberto com maravalha fina ou casca de arroz, que serve como cama do animal e tem a função de captar os excrementos líquidos e sólidos. Periodicamente, com aproximadamente 30 dias de uso, troca-se a cama (Costa et al., 2009). O esterco sólido é retirado diariamente das baias, sendo amontoado em determinada área da granja ou sítio, onde normalmente ocorre o processo de fermentação ou são incinerados. Esse dejeto normalmente está associado com feno ou ao capim disponíveis para alimentação do animal e que podem se perder do cocho. A produção de resíduos oriundos da criação de equinos pode tornar-se um poluente - 29 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII do meio ambiente, principalmente quando os animais são criados no sistema intensivo (estábulos). O desenvolvimento tecnológico e o incentivo aos empreendimentos deste setor fizeram com que os métodos intensivos de produção passassem a gerar toneladas de resíduos e dispersá-los no meio ambiente, geralmente sem nenhum tratamento prévio, podendo ser um poluente para o meio ambiente principalmente por conter na constituição do excremento sólido nutrientes, como: nitrogênio, fósforo, cobre e cobalto, que podem ser agentes poluidores (Sarmah, 2009). Os produtores minimizam o problema humificando os resíduos dos equinos em local devido, ou seja, em composteira. O esterco dos equinos tem um grau de riqueza considerável, principalmente quando os mesmos são acondicionados para a sua fermentação sob o processo de compostagem de modo devido, diminuindo consequentemente as perdas por volatilização de nitrogênio e enxofre, macronutrientes mais representativos da matéria orgânica. O elevado conteúdo de nutrientes nesse adubo deve-se também a duas razões, alimentação com uso de rações balanceadas e por serem animais monogástricos extraindo menos nutrientes para seu organismo, diferentemente dos bovinos que são poligástricos. A pequena disseminação do uso do esterco de equinos deve-se a preconceitos e à falta de conhecimento sobre o valor em elementos nutritivos, se comparado ao de outras espécies animais (Inácio; Miller, 2009). Os resíduos orgânicos, como o esterco de equinos, podem ser transformados pelo processo de compostagem por macrorganismos. Dentre eles se encontram as minhocas (vermicompostagem) e as larvas de besouros coprófagos (larvacompostagem) (Pereira, 2017). VERMICOMPOSTAGEM Dentre as técnicas do tratamento biológico, a vermicompostagem apresenta baixos custos de implementação, uma vez que o adubo orgânico é obtido a partir de substratos de origem animal e/ou vegetal pré-compostados, fator importante porque não se tem o perigo de haver morte de minhocas pela possibilidade da presença maior de sais, o que aumentaria a pressão osmótica do meio. Posteriormente, no material pré-compostado são inoculadas as minhocas, sendo que a mais utilizada é a espécie Eisenia fetida (Savigny, 1826), também denominada “Vermelha da Califórnia”, dando um processamento final à matéria orgânica e resultando em um húmus mais rico em nutrientes que o composto orgânico, principalmente em relação ao elemento fósforo (Yadav et al., 2011). Nas diferentes regiões do Brasil estão bastante difundidas na humificação de diferentes adubos orgânicos, principalmente os estercos de animais. A técnica de humificação de resíduos orgânicos por vermicompostagem tem por finalidade introduzir no composto orgânico ou estrumes de animais, as minhocas colocadas em local devido denominado de minhocário, com a finalidade de digerir a matéria orgânica, provocando a sua degradação, diminuindo consequentemente o tempo de humificação da matéria orgânica (Domínguez et al., 2013). - 30 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Taxonomicamente, as minhocas pertencem ao Reino Animalia, Filo Annelida, Classe Oligochaeta, Ordem Opisthospora, destacando-se as Famílias: Glossocolecidae, Lunibricidae e Megascolecidae, bem como muitos gêneros e espécies. Entre as espécies de minhocas mais utilizadas no processo de vermicompostagem encontram-se a Vermelha da Califórnia, Eisenia fetida e Eisenia andrei, e a Noturna ou Gigante Africana, Eudrilus eugeniae (Bornhausen, 2010). As minhocas são vermes anelídeos, pois tem o corpo formado por anéis cobertos por um tegumento resistente, seu excremento é denominado de coprólito, sendo este produto da digestão diferenciado dos demais adubos, denominando-se húmus de minhoca (Amorim, 2002). De acordo com Dores-Silva et al. (2011), as minhocas utilizam uma espécie de cunha, o prostômio, para abrir caminhos e alcançar seu alimento. O processo digestivo ocorre em um tubo retilíneo, localizado na parte central do corpo, chamado de tubo digestivo, constituído de: boca, onde se localizam as glândulas calcíferas responsáveis pela neutralização da acidez dos materiais orgânicos; faringe, que funciona como uma bomba de sucção dos alimentos; esôfago, que permite a passagem do material ingerido; papo, responsável pelo armazenamento dos alimentos; moela, um moinho, que tritura os alimentos; intestino, responsável pela absorção dos alimentos e ânus, por onde são liberados os dejetos (coprólitos). No processo de vermicompostagem, a microflora que vive no tubo digestivo das minhocas tem papel relevante na transformação da matéria orgânica. De acordo com o hábito alimentar e formação de galerias, as minhocas estão classificadas em três categorias ecológicas: epigeicas, anécicas e endogéicas, e embora vivam em profundidades diferentes do solo, se alimentam da matéria orgânica a ser decomposta (Anjos et al., 2015). A concentração em fósforo no vermicomposto supera os conteúdos deste elemento em resíduos que não foram submetidos a essa técnica. Esse aumento ocorre devido à conversão do fósforo orgânico na forma de fitina, ácidos nucléicos e nucleoproteínas em forma inorgânica de ânion fosfato monovalente, através da ação de enzimas produzidas no tubo digestivo das minhocas e da atividade de microrganismos nelas existentes (Ciotta et al., 2003). A produção do húmus de minhoca ocorre em minhocários construídos com blocos de cerâmica, sendo que a cimentação interna deve ser lisa para evitar a fuga dos oligoquetos. As minhocas só são colocadas na massa a ser decomposta com aproximadamente 15 dias pós enchimento com o esterco, que se encontra imaturo, desenvolvendo temperatura que atinge a faixa termofílica, maiores que 50ºC, podendo causar problemas às minhocas ou as matando. Outro perigo é a condutividade elétrica do adubo estar muito alta, com aumento da pressão osmótica do meio, por conter concentração salina levada pela urina do animal retida na cama (palhada). Para determinar o grau de maturação do adubo também é empregado o teste da graxa, preconizado para o composto orgânico e qualquer outra forma de decomposição da matéria orgânica, em seguida faz-se a separação dos organismos do material através da - 31 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII peneiração. Também se usa uma mesa especial para separação das minhocas, aplicando-se luz intensa, lâmpada de 100 a 200 watts sobre o material, onde estão inseridas as minhocas, que por não suportarem luminosidade se aprofundam no substrato, permitindo que se remova a camada superficial do adubo isenta desses anelídeos (Kiehl, 1985). Figura 1. Aspectos da vermicompostagem: minhocário (A); peneiração do vermicomposto (B); minhocas (C; D) (Foto: Acervo Insecta/UFRB, 2019). Comparando-se a compostagem com a vermicompostagem verifica-se que elas diferem em alguns aspectos. Na compostagem, os restos orgânicos são basicamente transformados por microrganismos, e com temperatura na faixa termófila bastante elevada, sendo que a necessidade de água é menor. Na vermicompostagem, a degradação do material orgânico é realizada por microrganismos e minhocas, ocorrendo sob temperatura ambiente e a necessidade de alta umidade, principalmente pela morfologia - 32 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII apresentada pelo corpo da minhoca (Domingéz et al., 2011). Na Figura 1 são observados aspectos do processo de vermicompostagem. BESOUROS E A LARVACOMPOSTAGEM A fauna de artrópodes destaca-se por se constituir de espécies que participam de diferentes níveis tróficos (Zardo et al., 2010), exercendo diversas funções dentro do ecossistema, promovendo a fragmentação e incorporação da matéria orgânica e a estruturação do solo (Ferreira; Marques, 1998). Neste cenário, os besouros estão presentes em diferentes gradientes e ambientes (Almeida, 2006; Mudrek et al., 2014; Garlet et al., 2015; Garcia et al., 2016; Araujo et al., 2018; Mello et al., 2018). São insetos da ordem Coleoptera que possui dominância quantitativa e qualitativa em relação a todos os demais grupos taxonômicos constituintes da fauna, representando 30% de todas as espécies animais e estão presentes na maioria dos ambientes terrestres, com exceção nos mares abertos (Lawrence et al. 1991). Cerca de 30.000 espécies são registradas no Brasil (Lewinsohn et al., 2005), distribuídas em 105 famílias (Casari et al., 2012). Os coleópteros são utilizados direta e indiretamente na conservação de hábitats e no controle biológico de pragas devido à diversidade de hábitos alimentares (Batilani-Filho, 2015; Garcia et al., 2016). Dentre eles, encontram-se os decompositores de matéria orgânica vegetal e animal (Speight et al., 1999), fitófagos (Kevan et al., 1983), predadores de sementes (Scherer et al., 2005) e de outros invertebrados (Triplehorn et al., 2011). Com tamanha diversidade de espécie e de hábitos alimentares, vários estudos buscaram agrupar os coleópteros de acordo com seu comportamento trófico. Dentre esses estudos, Marinoni (2001) propôs a organização de grupos e subgrupos tróficos de Coleoptera, na qual o grupo trófico chamado de Detritívoro engloba os subgrupos: Necrófago, Fitosaprófago e Coprófago. Este último subgrupo é formado por espécies que têm como substrato alimentar os excrementos e pertencem à subfamília Scarabaeinae (Coleoptera: Scarabaeidae). Essa subfamília possui mais de 7.000 espécies (Scarabnet, 2018) de hábito principalmente copronecrófago. O hábito de se alimentar de excrementos de outros animais é conhecido por coprofagia e evoluiu com os vertebrados (Chin et al., 1996) que, após a diversificação dos mamíferos, encontra-se fortemente associado a este grupo (Barlow et al., 2010; Culot et al., 2013). Algumas espécies de besouros coprófagos podem apresentar determinado grau de especificidade ou de preferência a um tipo de excremento (Cajaiba et al., 2017; Pereira, 2017). No entanto, a maioria prefere excrementos de mamíferos onívoros (Filgueiras et al. 2009; Whipple et al., 2012, Puker et al., 2013; Bogoni et al., 2014). Os besouros coprófagos constituem o meio mais prático e viável para a desestruturação das fezes de bovinos em pastagens, além de auxiliar na redução populacional de organismos indesejáveis (Fonseca - 33 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII et al., 2005). Adicionalmente, esses insetos conseguem enterrar porções de fezes em profundidades variáveis no solo, escavando galerias que alteram as características físico-químicas do solo (Kalisz et al., 1984), promovendo a reciclagem do nitrogênio e de outros nutrientes (Haynes et al., 1993). Dessa forma, as larvas desses besouros podem ser eficientes na humificação de estercos, tornandose aliados no processo de compostagem (Pereira, 2017) (larvacompostagem). No entanto, há uma diversidade de espécies com diferentes hábitos, que podem contribuir de diferentes formas nesse processo, mesmo aquelas que são consideradas pragas ou inimigos naturais de pragas agrícolas e da pecuária. Neste contexto, destacam-se diferentes grupos da superfamília Scarabaeoidea. Superfamília Scarabaeoidea A superfamília Scarabaeoidea Latreille, 1802 é a mais diversificada e cosmopolita da ordem Coleoptera. Conhecidos por escaraboídeos são espécies adaptadas para a maioria dos habitats e hábitos alimentares. Alguns adultos de determinadas espécies apresentam hábitos diurnos e podem ser encontradas sobre vegetais, enquanto outras são fototáticas negativas, inclusive espécies importantes para a agricultura (Tashiro, 1990), reduzindo as suas atividades durante o dia. Figura 2. Aspecto geral da larva escarabeiforme (Coleoptera) (Foto: Acervo Insecta/UFRB, 2018). A biologia das famílias é bastante variada, com representantes necrófagos, micetófagos, saprófagos, coprófagos e fitófagos. Algumas espécies vivem em formigueiros, outras em cupinzeiros. Há grupos subsociais e outros são foréticos, vivendo entre os pelos de mamíferos. Contudo, no geral, seus representantes são de hábitos solitários (Lawrence et al., 1994; Morón, 1997; Ratcliffe, 2002; Maruyama, - 34 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII 2012; Alves-Oliveira et al., 2016). São caracterizados por possuírem protórax escavador com coxas robustas e tíbias geralmente com dentes externos e um esporão; asas posteriores com venação reduzida e um mecanismo forte de dobramento; antenas lameladas; ausência de placas metacoxais; 2º esternito abdominal apenas com porção lateral visível; tergito VIII formando um pigídio, não coberto pelo tergito VII; e quatro túbulos de Malpighi. As larvas são em forma de C (Figura 2), do tipo escarabeiforme, possuem antenas e pernas bem desenvolvidas, não possuem urogomphi (projeções presentes no último segmento abdominal em imaturos de várias famílias de Coleoptera) e seus espiráculos são geralmente cribiformes (Scholtz, 1990; Lawrence et al., 1994). Dentre essas famílias, Scarabaeidae é a mais diversificada e amplamente distribuída no mundo, com cerca de 90% das espécies de besouros escaravelhos da superfamília Scarabaeoidea (Ratcliffe, 2002). Cherman et al. (2014) dividiram essa família em mais duas, o que elevou o número de famílias de Scarabaeoidea para 16. Além de manter Scarabaeidae, foi acrescentada nesta lista Melolonthidae e Cetoniidae. Melolonthidae Leach, 1819 é composta por algumas das espécies mais conhecidas de Scarabaeoidea, cujos hábitos podem ser fitófagos ou fitosaprófagos, alimentando-se desde tecidos vegetais vivos, seiva, madeira decomposta, restos vegetais da serapilheira a até húmus (Amat-Garcia et al. 2005; Cherman et al., 2014). Com ampla distribuição em todas as regiões biogeográficas, acredita-se que existam cerca de 3500 espécies descritas, distribuídas em aproximadamente 300 gêneros apenas na região Neotropical (Morón, 1997). Alguns pesquisadores consideram os Melolonthidae como várias subfamílias de Scarabaeidae, dividida em dois grupos: Pleurosticti e Laparosticti. O primeiro engloba as espécies das subfamílias fitófagas, nas quais a maioria dos espiráculos abdominais dos adultos é localizada na porção superior dos esternitos; enquanto o segundo agrupa as subfamílias de hábitos coprófagos, saprófagos e necrófagos, nas quais os espiráculos abdominais dos adultos estão localizados principalmente na membrana pleural, entre os tergitos e esternitos (Lawrence et al., 1994). Dessa forma, Melolonthidae é composta por seis subfamílias: Melolonthinae Leach, 1819; Sericinae Kirby, 1837; Hopliinae Latreille, 1829; Euchirinae Hope, 1840; Rutelinae MacLeay, 1819 e Dynastinae MacLeay, 1819. As principais subfamílias que englogam os grupos fitófagos e fitosaprófagos são Dynastinae, Melolonthinae e Rutelinae. A subfamília Dynastinae está presente em quase todas as regiões biogeográficas, com a maior riqueza na região Neotropical (Alves, 2017). Estima-se que existam no mundo aproximadamente 2000 espécies, dentre as quais cerca de 700 estão no neotrópico, sendo assim a subfamília mais rica (Endrödi, 1985; Ratcliffe, 2003; Gasca-Álvarez et al., 2010). É formada por oito tribos, sendo elas: Phileurini, Pentodontini, Oryctoderini, Oryctini, Hexodontini, Dynastini, Cyclocephalini e Agaocephalini (Endrödi, 1985). A maioria das espécies de Dynastinae (adultos) pode ser identificada através das chaves presentes - 35 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII em Endrödi (1985), existindo ainda uma chave para identificação das larvas dos grandes grupos proposta por Ritcher (1966). As espécies de Dynastinae formam um grupo importante na ciclagem de nutrientes do solo, porque durante a alimentação fragmentam os restos vegetais ou animais, produzindo detritos e excrementos (Marques et al., 2009), e como polinizadores de algumas famílias de plantas. Os adultos podem se alimentar de seiva, caules, folhagem, flores e pólen, enquanto as larvas, também conhecidas como “corós”, são fitosaprófagas, alimentando-se da matéria orgânica vegetal no solo, raízes e troncos. Em algumas espécies, os adultos são atróficos e não se alimentam (Ritcher, 1958, 1966; Scholtz, 1990; Ratcliffe, 1991) e em outras as larvas são consideradas pragas agrícolas (Morón, 1985; Pamplona et al., 1994; Ratcliffe, 2003). Os adultos de Melolonthinae alimentam-se de tecidos, secreções ou restos vegetais e podem, em alguns casos, auxiliar na polinização; as larvas são fitófagas e alimentam-se de raízes ou de madeira em decomposição (Morón, 1997). Apesar da importância econômica de muitas das suas espécies, todas desempenham importante papel ecológico, seja na edafogênese, ou na ciclagem de nutrientes através da abertura de galerias no solo (Morón, 2004). Embora o grupo seja tão diverso, estudos de revisão e filogenia são praticamente inexistentes. A classificação mundial de Dynastinae encontra-se melhor estabelecida graças ao trabalho de Endrödi (1985), entretanto, a taxonomia de Melolonthinae e Rutelinae é tão pouco conhecida na região Neotropical que a identificação de alguns gêneros é impossibilitada para a primeira e das espécies para a segunda subfamília (Ratcliffe, 2002). Rutelinae é a segunda maior subfamília de Melolonthidae em termos de número de espécies no mundo (Jameson et al., 2011; Morón et al., 2012). No Brasil, tem sido objeto de diversos estudos, especialmente em levantamentos de espécies (Viana et al., 2001; Ferreira et al., 2017; 2018) e aspectos biológicos (Rodrigues et al., 2010; 2011). Para alguns gêneros desses grupos taxonômicos existem problemas com a validação taxonômica, como é o caso de Tomarus e Ligyrus. Ambos os gêneros foram descritos no mesmo ano, o que tem levado alguns autores tradicionalmente a considerar Tomarus como sinônimo júnior de Ligyrus (Endrödi 1985, Escalona et al., 2006) e outros têm usado o argumento do Princípio da Prioridade das regras de nomenclatura zoológica (Ratcliffe, 2003; García, 2014). CONSIDERAÇÕES FINAIS A equinocultura é uma atividade eclética e que ainda pode gerar subprodutos oriundo do reaproveitamento de seus resíduos, agregando valor à agricultura orgânica. A vermicompostagem utilizando resíduos de baias de equinos é uma alternativa de adubação orgânica sustentável e viável, sobretudo pelo potencial deste material e volume gerado na criação destes animais. Além disso, a diversidade de agentes biológicos decompositores, especialmente os besouros coprófagos e as minhocas, - 36 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII notavelmente são fatores que encorajam a utilização da associação larva-vermicompostagem, tendo como uma das suas matérias primas o esterco de equinos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Almeida SSP (2006). Diversidade de Scarabaeidae s. str. detritívoros (Coleoptera) em diferentes fitofisionomias da Chapada das Perdizes, Carrancas-MG. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Lavras, 48p. Alves RS (2017). Revisão de Aegopsis Burmeister, 1847 (Coleoptera, Melolonthidae, Dynastinae). Dissertação de Mestrado, Instituto Nacional de Pesquisa da Amazonia, 164p. Alves-Oliveira JR et al. (2016). First report of two species of scarab beetles (Coleoptera, Scarabaeidae) inside nests of Azteca cf. chartifex Forel (Hymenoptera, Formicidae) in Brazilian Amazonian Rainforest. Revista Brasileira de Entomologia, 60(1): 359-361. 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Aproximadamente 52% da terra globalmente disponível para expansão agrícola está experimentando uma degradação acelerada devido à erosão, perda de nutrientes, salinização, compactação do solo e poluição química (Vieira et al., 2021) e, estima-se que 75% da superfície terrestre encontra-se sob algum grau de degradação da terra, que deverá aumentar para 90% em 2050 (Pereira; Bogunovic, 2019). No Brasil, após cinco séculos de ocupação desordenada, o semiárido brasileiro foi degradado pelo manejo inadequado do solo, sendo que as terras áridas são frequentemente afetadas pela erosão acelerada do solo, degradação e desertificação, sobretudo quando associados a perdas de cobertura vegetal (Tomasella et al., 2018). Neste cenário, o Núcleo de Desertificação de Gilbués, Sul do Estado do Piauí, é reconhecido mundialmente como uma das maiores áreas de desertificação do Brasil. 1,3 Departamento de Ciências Florestais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal, Universidade Federal de Lavras (UFLA), Lavras, Minas Gerais, Brasil. 2 Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Goiás - FCT/UFG, Campus Aparecida de Goiânia, Aparecida de Goiânia, Goiás, Brasil, Programa de Pós-Graduação em Biossistemas da Universidade Federal do Sul da Bahia, BA, Brasil. 4,6 Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, Universidade Federal do Sul da Bahia (UFSB), Ilhéus, Bahia, Brasil. 5 Departamento de Engenharia Florestal, Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Lages, Santa Catarina, Brasil. 7 Departamento Geografia/ Programa de Pós-Graduação em Ciência Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri Diamantina, Minas Gerais, Brasil. * Autor correspondente: lucianocjfranca@gmail.com - 43 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Gilbués sofre com as consequências do processo de degradação dos solos, que se manifestam na forma de erosão, principalmente na porção Centro-Sul, porém, apresenta aptidão agrícola na porção Norte, pois oferece um conjunto de condições físicas favoráveis para o plantio de culturas comerciais (Silva, 2016). O processo de degradação dos solos no Sul do Estado do Piauí assumiu especial importância no início deste século em função do desenvolvimento acelerado do agronegócio que se instalou sobre as chapadas substituindo as formações florestais e savânicas por áreas de cultivo convencional de grandes culturas como a soja e algodão (Crepani, 2009). O município de Gilbués apresenta uma tendência natural à degradação ambiental com elevadas taxas de média e extremamente alta fragilidade (França et al. 2017), que são potencializadas com a ação antropogênica. Desta forma, este estudo teve como objetivo realizar um levantamento bibliográfico sobre o estado da área do uso das geotecnologias como suporte ao monitoramento da desertificação no semiárido do Brasil, com estudo de caso voltado à região de Gilbués, no Piauí, considerado o maior núcleo de desertificação do País. Núcleos de desertificação do Brasil: suas gêneses e características A produção acadêmica no Brasil acerca da desertificação compreende os mais variados aspectos. Os primeiros trabalhos que utilizam o conceito de desertificação foram conduzidos na região Nordeste, pelo professor João de Vasconcellos Sobrinho, da Universidade Federal de Pernambuco (CGEE, 2016). No artigo denominado “O deserto brasileiro: projeto do trópico árido” (Vasconcelos Sobrinho, 1974), identificou-se as áreas relativas aos “núcleos de desertificação” no Brasil, localidades onde a degradação da cobertura vegetal e do solo alcançou uma condição de irreversibilidade, apresentando-se como pequenos desertos já definitivamente implantados dentro do ecossistema primitivo (CGEE, 2016). Posteriormente, o mesmo autor identifica os núcleos existentes na região Nordeste do Brasil (NEB): na microrregião do Sertão de Inhamuns, no Ceará; no município de Gilbués, no Piauí; na região do Seridó, no Rio Grande do Norte; na região dos Cariris Velhos, na Paraíba; no Sertão Central de Pernambuco; e no Sertão do São Francisco, na Bahia (Vasconcelos Sobrinho, 1978). Em meados da década de 1990, por meio dos recursos oriundos do Projeto BRA 93/036 – “Preparação para o Plano Nacional de Combate à Desertificação – PNCD”, foram realizadas visitas de campo em quatro das seis áreas anteriormente mencionadas. Constatou-se que as principais causas de desertificação se vinculam à substituição da Caatinga pela agricultura e pecuária, bem como pela mineração, extração de argila de solos aluviais e retirada de madeira para lenha. As áreas de Cabrobó (PE), Irauçuba (CE), Seridó (PB) e Gilbués (PI) foram caracterizadas como de alto risco à desertificação, e ficaram conhecidas como núcleos desertificados (Brasil, 2004). Todas - 44 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII caracterizam-se por clima semiárido, com exceção do núcleo de Gilbués, onde predomina clima subúmido (Silva, 2017). A seguir, os núcleos desertificados serão detalhados. Cabrobó Ao Sul de Pernambuco, na região fitogeográfica do Sertão Central, situa-se o núcleo de Cabrobó, inserido nos municípios de Belém do São Francisco, Cabrobó e Floresta. O total de área degradada mapeada atinge 3.286,42 km², que representam 3,67% de sua Área Suscetível à Degradação (ASD). O processo de desertificação nessa área é um reflexo das condições climáticas (índices pluviométricos em torno de 650 mm anuais, com temperatura e evapotranspiração elevadas), edáficas e de uso da terra, resultando em sobrepastoreio, desmatamento e salinização do solo (Perez-Marin, 2012). De acordo com o Programa de Ação Nacional de Combate à Desertificação e Mitigação dos Efeitos da Seca – PAN-Brasil (BRASIL, 2004), no núcleo de Cabrobó os solos são arenosos, permeáveis e não retêm as águas da chuva em condições de serem utilizadas pelas plantas. Silva (2009), ao analisar uma série histórica de imagens do satélite Landsat do Sertão pernambucano, do período de 1975 a 2008, concluiu que os Luvissolos, Planossolos e Neossolos Litólicos constituem os solos mais suscetíveis aos processos de desertificação nesta região. Irauçuba Em 1993, a Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (Funceme) identificou o município de Irauçuba e regiões circunvizinhas, como as localidades mais suscetíveis aos processos de desertificação do estado do Ceará. Silva e Pacheco (2016), estudando os fatores que influenciam na desertificação da região, concluíram que o fenômeno constitui de um conjunto de variáveis ambientais, como o processo de poluição, falta de educação ambiental e o manejo incorreto dos recursos naturais. Estima-se que 17.042,16 km², equivalentes a 11,45% de sua ASD, estão associados a processos de degradação suscetíveis à desertificação. Seridó O Rio Grande do Norte apresenta o maior percentual de áreas degradadas. As manchas situam-se nas regiões Central e Sul do Estado, totalizando 6.689 km², equivalente a 12,87% da sua área mapeada. Na região do Seridó a área afetada é de aproximadamente 2.341 km² e a pressão antropogênica, que contribuiu para este processo, foi relativa às queimadas, ao cultivo do algodão, pastoreio e ao desmatamento, principais responsáveis pela perda da diversidade florística (Luetzelburg, 1923; Andrade-Lima, 1981). - 45 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Há na região, grande variação da biomassa arbórea-arbustiva (Costa et al., 2009), relacionada às condições topográficas e ao uso da terra. Sucessivos cortes para uso de lenha, ou supressão para uso agrícola, ou pastoreio, e posteriormente a regeneração após abandono, resultaram na quebra do equilíbrio entre espécies tardias, intermediárias e pioneiras, na exposição do solo e perda do banco de sementes. A degradação é, ainda, proporcional ao tipo de alteração do solo, à intensidade e tempo de uso (Costa et al., 2009). Gilbués O núcleo de Gilbués diferencia-se dos demais devido às características climáticas (clima tropical subúmido) com pluviosidade média anual em torno de 1.200 mm, ausência de extensos períodos de estiagem e aspectos geoambientais como a litologia (rochas sedimentares), pedológicos (solo arenoargiloso), geomorfológicos (rampas longas no entorno de chapadas, morros/serras), hidrológicos (abundância hídrica) e Cerrado como cobertura vegetal predominante (Silva, 2014). Em virtude desse enquadramento, alguns autores criticam a classificação de Gilbués como núcleo de desertificação, como Sales (1997). Figura 1. Mapa das Áreas Susceptíveis à Desertificação (ASD) no Brasil, com os núcleos de desertificação no país e as áreas afetadas pelo processo. Fonte: os autores. - 46 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Apesar disso, a possibilidade de expansão da desertificação é evidente e facilitada pelas vulnerabilidades ambientais, aliadas à histórica ocupação desordenada do solo e à realização de atividades antropogênicas degradantes (CGEE, 2016). O mapa apresentado na Figura 1, destaca as Áreas Susceptíveis à Desertificação (ASD), com as áreas diretamente afetadas pelo processo de degradação, além da localização dos quatro núcleos de desertificação do país, Cabrobró, Seridó, Irauçuba e Gilbués. Núcleo de Gilbués, Piauí: a maior zona desertificada do Brasil O município de Gilbués é conhecido mundialmente pela intensa degradação ambiental, sendo considerado pelas organizações nacionais e internacionais, a maior em processo de desertificação do país, chamando atenção, além da extensão, mas também do acelerado nível de degradação (Oliveira Lopes et al., 2011). Figura 2. Mapa de localização do município de Gilbués, Piauí, Brasil, com informação da estrutura hidrográfica local e altimetria do município (Fonte: os autores). Gilbués tem a área de aproximadamente 3.495,18 km², e está localizado na região Sul do Estado do Piauí, Brasil (Figura 2). Entre as coordenadas geográficas 09°49’55’’ de latitude Sul e 45° 20’ 38’’ de longitude Oeste e dista cerca de 794 km da capital do estado, Teresina. O município tem densidade demográfica de 2,98 hab/km² (IBGE, 2010). Limita-se ao Norte com os municípios de Baixa Grande do - 47 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Ribeiro, Bom Jesus e Santa Filomena, ao Sul com os municípios de Barreiras do Piauí e São Gonçalo do Gurguéia, a Leste com os municípios de Monte Alegre do Piauí e Riacho Frio, e a Oeste com os municípios de Barreiras do Piauí, Santa Filomena e o estado do Maranhão (Figura 2). De acordo com o sistema de classificação climatológica de Köppen, adaptado por Alvares et al. (2013), o clima predominante na região é o semiúmido (Tropical chuvoso com seca no inverno) com 4 a 5 meses de estiagem e temperaturas que variam de 25º a 36ºC. A precipitação pluviométrica média anual é definida no regime equatorial e continental, com regime pluviométrico bastante heterogêneo caracterizado por alta amplitude pluviométrica durante o ano, que pode variar de 820 a 1.840 mm (Silva, 2013; 2014). A região de Gilbués tem sua trajetória de ocupação apoiada historicamente pela atividade pecuária (Silva; Barros, 2016), porém, Silva (2014) cita que há registros históricos na literatura científica de que a região foi habitada por populações indígenas que denominavam a região de Jeruboés que significa “Terra Fraca”, ou seja, a paisagem de Gilbués já apresentava aspectos de fragilidade. França et al. (2017), em análise multicritério da fragilidade ambiental potencial e emergente da região, via Sistemas de Informações Geográficas, constataram que Gilbués naturalmente apresenta a tendência à degradação ambiental, com elevadas taxas de mediana e extremamente alta fragilidade ambiental. A alta incidência de raios solares, com consequentes altas temperaturas, aumento do índice de evapotranspiração, variabilidade climática, assim como, os períodos de seca, a intensidade das chuvas, a erodibilidade dos solos, o escoamento superficial e a derivação antropogênica como o desmatamento indiscriminado, as queimadas e o pastoreio de caprinos e ovinos acima da capacidade de suporte do ambiente, são fatores que aceleram e agravam o processo de desertificação na região do município de Gilbués (Silva et al., 2011). Os autores destacam, ainda, que nos arredores da área do núcleo de Gilbués, os solos degradados apresentam vegetação de Cerrado e Caatinga sob estresse hídrico, sobre uma camada de areia clara que pouco a pouco está sendo erodida, dando lugar a um solo avermelhado, com feições erosivas, e que em regiões onde há uma quantidade maior de vegetação, o processo de erosão não é intenso, e possibilita a formação de “ilhas” de Cerrado e Caatinga em meio ao núcleo. Destaca-se assim, portanto, que a manutenção da cobertura vegetal é fundamental no controle ao avanço da desertificação nesta região. A região é denominada oficialmente pelo Programa de Ação Nacional de Combate à Desertificação e Mitigação dos Efeitos da Seca como um dos “núcleos de desertificação” do Nordeste brasileiro, sendo considerado o maior núcleo do país, com extensão, de aproximadamente 6.131 km² (BRASIL, 2004). Gilbués está inserida no limite de duas províncias geológicas: a Bacia Intracratônica do Parnaíba e pela Bacia do São Francisco, ambas sedimentares fanerozoicas. Idades de deposição datam do Paleozoico Inferior ao Mesozoico Superior. As litologias compreendem arenitos, argilas, siltitos, calcários, sedimentos - 48 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII quartzo-arenosos e conglomerados distintos bastante vulneráveis à erosão (Figura 3-A) aos quais associamse, principalmente Latossolos vermelhos, Argilosos amarelos e Neossolos quartzarênicos (Figura 3-B). A topografia possui relevo bastante acidentado, intercalada por áreas planas restritas aos tabuleiros da região (Figura 3-D). O relevo na região exerce funções geoambientais de extrema importância, dada a influência do comprimento da vertente e variações hipsométricas, com superfícies topográficas de altitudes variando entre 298 e 665 m (Figura 2). Figura 3. Caracterização fisiográfica de Gilbués. (A) Litologia; (B) Classes de Solos; (C) Classes de Cobertura Vegetal e (D) Classes de Declividade do terreno (Fonte: os autores). - 49 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII A vegetação da região se caracteriza por uma variação entre Cerrado e Caatinga (Ecótono), com predomínio, no entanto, espécimes pertencentes ao Cerrado (Carvalho e Almeida Filho, 2007). Apresenta, em sua maior extensão, a classe vegetacional de Campo Cerrado (Sa – Arborizada) ou Cerrado Strictu Sensu, predominante em áreas de encostas IBGE (2011) (Figura 3-C). A degradação ambiental e a configuração dos aspectos físicos têm correlação direta com três fases socioeconômicas da região, sendo elas: pecuária, mineração e agricultura. Os três ciclos econômicos, sobretudo a agricultura mecanizada, proporcionou mudanças ambientais no decorrer de 27 anos a partir de estudo de análise temporal (Silva e Barros, 2016). Este trabalho indicou a ocorrência de mudanças conjunturais na região de Gilbués, tais como, a expansão da área agrícola em áreas de Cerrado denso e consequentemente a subtração da cobertura vegetal na porção Norte, aumento da produtividade, ampliação de áreas de solo exposto e a ocorrência de impactos na paisagem. A B C D E F Figura 4. (A) Caracterização física dos solos com processos erosivos em expansão; (B) Paisagem degradada; (C) Voçoroca em sítio decorrente da extração de Diamantes; (D) Paisagem em mosaico de vegetação e erosão de solos; (D) Paisagem com terreno degradado em primeiro plano e zonas declivosas ao fundo e; (E) Banco de areia em curso de drenagem com assoreamento do leito de drenagem (Fotos: Luciano C. J. França). - 50 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Os aspectos ravinas, sulcos e voçorocas são reflexos de processos erosivos e podem ser verificados com frequência em grande parte da extensão territorial de Gilbués (Figuras 4.A.B.C.D). Sítios com essas características são improdutivos e favorecem ainda o assoreamento dos rios e outros cursos d'água na região, por sedimentos oriundos da erosão hídrica e eólica, provocando redução na vazão. Recomenda-se, portanto, que os Planos de Recuperação de Áreas Degradadas (PRAD), devem ser elaborados e aplicados para diminuir a atenuação da problemática para áreas adjacentes. Geotecnologias aliadas à avaliação e monitoramento da desertificação. A expressiva extensão do território brasileiro e o pouco conhecimento dos recursos naturais em escalas mais detalhadas, aliados ao elevado custo para que se obtenham informações por métodos convencionais constituíram fatores decisivos para que o País entrasse no programa de sensoriamento remoto por satélite. Esta inserção tomou impulso na década de 1960 com o Projeto Radambrasil, que tinha como objetivo realizar um levantamento integrado dos recursos naturais do Brasil. Este programa proporcionou o treinamento e especialização de diversos técnicos brasileiros, que até então só conheciam o manuseio de fotografias aéreas (Gregório, 2007). Cientistas observam a natureza, fazem medições, e depois tentam aceitar ou rejeitar hipóteses referentes a estes fenômenos. A coleta de dados pode ocorrer diretamente no campo (chamada coleta de dados in situ ou in loco), ou a alguma distância remota do objeto “sensoriamento remoto” (Jensen, 2009). As geotecnologias referentes ao Sensoriamento Remoto e aos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) estão cada vez mais interligadas. Suas aplicações nos diferentes campos do conhecimento têm aumentado. Segundo Florenzano (2011b) os avanços obtidos com os novos sensores remotos, produzindo dados com melhores resoluções espacial, espectral, radiométrica e temporal, permitem mapear, medir e estudar uma variedade de fenômenos geomorfológicos e ambientais, por exemplo, com a rapidez e precisão nunca obtidas anteriormente. Atualmente, são obtidos pares estereoscópicos digitais por sensores ópticos, a bordo de satélites, e dados topográficos orbitais de radar como os da missão SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission). Esses dados permitem visualizar o espaço geográfico em três dimensões e, utilizando um SIG, obter de forma automática variáveis morfométricas (altitude, declividade, orientação de vertentes etc.) que são essenciais nos estudos geomorfológicos, pedológicos e ambientais (Florenzano, 2011b). As geotecnologias podem contribuir na elaboração de produtos para fins de planejamentos regionais, envolvendo pesquisadores de diversas áreas do conhecimento, em uma perspectiva integrada, aliando dados físicos a dados socioeconômicos dos municípios de uma dada região. Convém assinalar que os resultados dos estudos permitem que programas de desenvolvimento sejam estabelecidos para toda a - 51 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII região, de maneira harmônica, considerando-se as reais necessidades dos municípios e sua vulnerabilidade quanto ao meio ambiente físico (Aquino e Valladares, 2013). Outra contribuição valiosa do sensoriamento remoto diz respeito ao uso de imagens de satélite como âncora para o Zoneamento Ecológico e Econômico (ZEE) de regiões onde a ação antropogênica ainda não aconteceu de forma intensa. O ZEE como ferramenta de planejamento ambiental fundamentase em análises que objetivam identificar os atributos físicos a fim de conhecer a vocação natural das paisagens e seu nível de suporte para desenvolvimento ou preservação (Sausen, 2012). O uso de ambientes computacionais de SIG facilita a integração de dados de sensores remotos com aqueles provenientes de outras fontes, bem como a análise espacial e a modelagem dos ambientes permitindo realizar a projeção de cenários futuros. Desta maneira, o recente e rápido desenvolvimento da tecnologia de sensoriamento remoto e de SIG contribuem para a evolução das próprias ciências da terra e ambientais, ao mesmo tempo em que facilitam a inter-relação entre elas. Como ressaltou Baker (1986), em qualquer ciência o surgimento de novas técnicas não é importante em si mesmo, mas sim por permitir novas descobertas que estimulam o progresso científico. Entre as Ciências e tecnologias disponíveis e crescentemente utilizadas em estudos acerca da desertificação, destaca-se o Sensoriamento Remoto. O Sensoriamento Remoto pode ser entendido como a utilização conjunta de modernos sensores, equipamentos para processamento de dados, equipamentos de transmissão de dados, aeronaves, espaçonaves etc., com o objetivo de estudar fenômenos e processos que ocorrem na superfície do planeta Terra por meio do registro e da análise das interações entre a radiação eletromagnética e as substâncias componentes do planeta Terra em suas mais diversas manifestações (Novo, 1998). A crescente disponibilidade de dados orbitais na Internet de forma gratuita, como aqueles dos satélites CBERS e LANDSAT, além de Softwares de processamento, análise e integração de dados como, por exemplo, o SPRING (Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas), justifica a exploração desses dados pelos geógrafos, engenheiros cartógrafos, florestais, agrônomos e outros profissionais (Florenzano, 2011a). Os Mosaicos Georreferenciados gerados pela NASA (https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid), com Imagens TM-LANDSAT Ortorretificadas, vêm sendo utilizados como Base Única de Referência para georreferenciamento de imagens de satélite LANDSAT e CBERS. Isto, principalmente em áreas do território brasileiro de difícil acesso para as quais não existem bases cartográficas atualizadas ou em escalas superiores a 1:100.000. A avaliação da precisão desses mosaicos, pela sobreposição das cartas topográficas da Amazônia na escala de 1:100.000, mostrou que eles são compatíveis com o padrão de exatidão cartográfico planimétrico estabelecido para esta escala (Mello et al., 2005). - 52 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Na atualidade, os Sistemas de Informação Geográfica (SIG’s) aliados ao emprego de imagens orbitais constituem ferramentas indispensáveis à detecção, avaliação e monitoramento dos problemas relacionados ao meio ambiente. Isso ocorre devido à possibilidade de análise temporal de ações antropogênicas, de quantificação, de identificação, e localização das ações antropogênicas que estejam desestruturando o frágil equilíbrio do meio ambiente natural, a exemplo do ambiente da Caatinga brasileira. Destaca-se também a integração e sobreposição de diferentes dados, em diferentes escalas, permitido pelos Sistemas de Informação Geográfica, facilitando a tomada de decisões e reorientações, quando necessárias, de políticas de uso e ocupação do solo (Aquino e Valladares, 2013). Ao interpretar imagens de satélite, porém, devemos considerar também os fatores que interferem na interação da radiação eletromagnética com os objetos e, consequentemente, na radiação captada pelo sensor e no nível de cinza representado na imagem. Segundo Florenzano (2011b) pode-se destacar como principais fatores que interferem no comportamento espectral dos objetos: a) nível de aquisição de dados (altitude da plataforma: campo/laboratório, aéreo e orbital) – influi na dimensão da área observada e/ou imageada, interferência dos fatores ambientais, radiação registrada pelo sensor, resolução/nível de informação e forma de análise dos dados; b) método de aquisição de dados – envolve desde a forma como é detectada a radiação até a transformação e o processamento do sinal recebido pelo sensor; c) condições intrínsecas ao alvo – ou de sua própria natureza, como água em estado sólido (gelo, neve) ou líquido (com ou sem concentração de material sólido em suspensão), biomassa e vigor das culturas (estágio de crescimento) etc.; d) condições ambientais – refere-se às variações externas ao alvo, como iluminação, precipitação e inundação, interferência antropogênica (poluição, desmatamento etc.), entre outras; e) localização do alvo em relação à fonte e ao sensor – refere-se à geometria de aquisição dos dados e implica um determinado ângulo de visada, de azimute etc., entre outros parâmetros. A radiação registrada por um sensor referente a um mesmo tipo de alvo será diferente por causa da sua exposição em relação à fonte. Haverá, por exemplo, diferença espectral entre um tipo de alvo localizado em um topo plano e o mesmo tipo de alvo localizado em uma vertente inclinada; f) atmosfera – dependendo do comprimento de onda, a radiação eletromagnética pode ser absorvida, refletida ou espalhada pelos constituintes da atmosfera (gases, poeira etc.). Essa interferência da atmosfera influi na intensidade da radiação registrada pelo sensor. O uso de imagens de Sensoriamento Remoto como fonte de informação para a produção de mapas, é um dos grandes impulsionadores de inovações no ramo do Geoprocessamento (Fonseca, 2000). O grande interesse de seu uso advém da temporalidade da informação juntamente com seu relativo baixo custo, quando se busca informações de uso e cobertura do solo. Como a paisagem é mudada - 53 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII constantemente pela ação do homem, a interpretação de imagens de satélite é uma fonte indireta de se determinar a dinâmica dos processos econômicos e a expansão urbana, em ambiente de Geoprocessamento. A crescente disponibilidade de dados digitais de sensores remotos demanda o uso de Softwares para o processamento e integração desses dados com aqueles provenientes de outras fontes. Pode-se destacar os sistemas gratuitos: SPRING (http://www.dpi.inpe.br/spring) e TerraView (http://www.dpi.inpe.br/terraview). O SPRING, que além do português, tem versões em espanhol e inglês, é desenvolvido para ambientes Windows, Linux e MacOS. Ele é um Software que combina processamento de imagens e SIG, utiliza um modelo de dados orientado a objetos, que melhor reflete a metodologia de trabalho de estudos ambientais e cadastrais, além de oferecer ao usuário um ambiente interativo para visualizar, manipular e editar imagens e dados geográficos (Câmara et al., 1996). De acordo com Sales (1998), o cultivo intensivo, superpastoreio e retirada de madeira, assim como o uso de tecnologias inadequadas (principalmente na irrigação de terras), têm sido citados como principais causas da desertificação nas regiões áridas, semiáridas e subúmidas secas. “Associado a isto, há o problema da existência de uma estrutura fundiária extremamente rígida onde se desenvolvem atividades agropecuárias de baixo nível tecnológico, que inevitavelmente leva a práticas agrícolas predatórias e, consequentemente, à degradação ambiental” (Sales, 2002). Diante desse cenário, a cobertura vegetal se apresenta como um fator extremamente importante na manutenção dos recursos naturais renováveis. “Além de exercer papel essencial na manutenção do ciclo da água, protege o solo contra o impacto das gotas de chuva, aumentando a porosidade e a permeabilidade do solo através da ação das raízes, reduzindo o escoamento superficial, mantendo a umidade e a fertilidade do solo pela presença de matéria orgânica” (Beltrame, 1994). A vegetação funciona como um manto protetor dos recursos naturais, e por essa razão, sua distribuição e densidade definem o estado de conservação do ambiente. A utilização de índices de vegetação como o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI), Índice de Vegetação Ajustado ao Solo (SAVI) e Índice de Área Foliar (IAF) facilitam a obtenção e modelagem de parâmetros biofísicos das plantas, como a área foliar, biomassa e porcentagem de cobertura do solo, com destaque para a região do espectro eletromagnético do infravermelho, que pode fornecer importantes informações sobre a evapotranspiração das plantas (Jensen, 2009; Epiphanio et al., 1996). A modelagem dos índices de vegetação baseia-se no comportamento oposto da reflectância da vegetação na região do visível, ou seja, quanto maior a densidade vegetal, menor é a reflectância em função da absorção da radiação pelos pigmentos fotossintetizantes. E quanto maior a densidade vegetal, maior a refletância devido ao espalhamento nas diferentes camadas das folhas. - 54 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Sales (2003) evidenciou que a escassez de estudos com detalhes na região de Gilbués tem dificultado a compreensão das causas e impossibilitado intervenções mais eficientes na região. Sendo assim, as ferramentas de geoprocessamento são complementares no reconhecimento da área estudada, da estrutura populacional dos fragmentos florestais e da evolução de áreas degradadas, dados que colaboram para tomada de decisões mitigadoras. CONSIDERAÇÕES FINAIS Com a revisão aqui apresentada, foi possível verificar as potencialidades do uso das geotecnologias baseadas em Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas (SIG), interligadas ou não, podem auxiliar de forma precisa no monitoramento e avaliação de fenômenos da natureza, tais como o avanço da desertificação. Tais tecnologias, embora já tenham sido aplicadas em estudos para a região semiárida do Brasil, ainda apresentam grande demanda de estudos voltados ao acompanhamento espacial da desertificação nos núcleos brasileiros, sobretudo na região de Gilbués, mundialmente reconhecida como a maior zona desertificada do Brasil. AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alvares CA et al. (2013). Koppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22(6): 711-728. Andrade-Lima D (1981). The caatinga dominium. Revista Brasileira Botânica, 4(2): 149-153. Aquino CMS, Valladares GS (2013). Geografia, Geotecnologias e Planejamento Ambiental. Geografia (Londrina), 22(1): 117-138. Baker VR (1986) Introduction: Regional Landforms Analysis. In: SHORT, N. M.; Blair, R. W. ed. 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Science of the Total Environment, 782: 1-12. - 58 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Capítulo V Temperatura do globo negro: estimativa e métodos alternativos de baixo custo para medições em ambientes externo e interno Recebido em: 29/10/2021 Aceito em: 08/11/2021 10.46420/9786581460167cap5 Rafael Trilha de Barcelos1 Rosandro Boligon Minuzzi2* INTRODUÇÃO De acordo com Baêta e Souza (2010), o avanço tecnológico nos sistemas produtivos animais tanto do ponto de vista genético quanto do gerencial, faz com que o meio ambiente adequado seja condição indispensável para que os animais possam expressar o seu máximo produtivo, resultante do seu bem estar. Para manutenção da homeostase (manutenção de temperatura corporal constante), deve haver um equilíbrio entre a termogênese (processos fisiológicos de produção de calor) e a termólise (processos fisiológicos de perda de calor para o meio) (Barbosa et al., 2004). As novas exigências mundiais de produção agrícola, dentro de processo ético, cada vez mais se voltam para os conceitos das boas práticas de produção, considerando o bem-estar animal e do trabalhador, a segurança alimentar e o respeito ao meio ambiente (Campos, 2009). O conforto térmico de animais homeotérmicos é um ponto de equilíbrio térmico do animal em relação ao ambiente. Neste processo de troca de energia, os fatores externos do ambiente tendem a produzir variações internas no animal, influindo a quantidade de energia trocada entre ambos, consequentemente, necessitando de ajustes fisiológicos para o balanço de calor (Baêta, Souza, 2010). Para expressar o conforto do animal em determinado ambiente, vários autores têm proposto e utilizado índices de conforto térmico. Para a obtenção destes índices, geralmente são considerados dois ou mais elementos climáticos, sendo os mais comumente utilizados em razão de sua importância, a temperatura do ar, a umidade do ar, velocidade do vento e a temperatura do globo negro (Tg). A temperatura indicada pelo globo, que é colocado no lugar que um animal ocuparia no espaço, provê uma estimativa dos efeitos combinados da energia térmica radiante procedente do meio ambiente em todas as 1 Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Centro de Ciências Agrárias, Av. Admar Gonzaga, 1346, Itacorubi, CEP: 88034-001, Florianópolis, SC, Brasil. 2 Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Centro de Ciências Agrárias, Av. Admar Gonzaga, 1346, Itacorubi, CEP: 88034-001, Florianópolis, SC, Brasil. * Autor correspondente: rbminuzzi@hotmail.com - 59 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII direções possíveis, da temperatura do ar e da velocidade do vento, dando assim uma medida do conforto térmico proporcionado em determinado ambiente. O instrumento é constituído de uma esfera oca de cobre, com 15 cm de diâmetro e 0,05 cm de espessura (dimensões mais comuns), pintada externamente com duas camadas de tinta preta fosca; em seu centro é instalado o elemento sensor de termopar (instrumento automático) ou termômetro para a leitura instantânea da temperatura (instrumento manual). Apesar da importância em pesquisas ou para o monitoramento das condições de conforto térmico, a aquisição do instrumento é dificultada pelo seu elevado custo. Um termômetro de globo negro manual que fornece somente a leitura instantânea e necessita de um observador para a coleta de dados tem o seu preço médio em torno de US $120,00 (desconsiderando impostos e frete). O instrumento com datalogger que possibilita que os seus dados sejam armazenados automaticamente, tem o seu preço em média de US $230,00 (desconsiderando impostos e frete). Por este motivo, os estudos de Camerini et al. (2011) e de Coelho et al. (2013) visaram elaborar maneiras mais baratas de medir a temperatura do globo negro com a utilização de diferentes materiais alternativos ao globo. No primeiro estudo, os autores utilizaram duas esferas de plástico (PVC) revestidas com uma camada de spray na cor preta fosco, com diferentes diâmetros e com sensores de temperatura nos seus centros. Na comparação dos registros com um termômetro de globo negro padrão, encontraram resultados com boa precisão e exatidão. No estudo de Coelho et al. (2013), foram utilizados sete diferentes materiais (todos pintados na cor preta fosco), onde foram inseridos em seus centros, termômetros de vidro de mercúrio, ou seja, as leituras foram manuais e realizadas em cinco horários diurnos, das 9 horas às 17 horas, durante 15 dias. Os “globos negros” que utilizaram garrafa PET e de luminária foram os que tiveram registros mais próximos ao termômetro de globo negro padrão, com recomendação dos autores de ajustes nas leituras de +/-0,7 °C e +/-0,5 °C, respectivamente. Percebe-se que já houve tentativas na busca por alternativas mais baratas de medição da temperatura do globo negro. Porém, no estudo de Camerini et al. (2011) o inconveniente é que o experimento foi realizado num período de apenas 50 horas em um ambiente protegido (galpão), ou seja, os instrumentos não ficaram suscetíveis às variações mais bruscas de Tg em função da radiação solar direta, justamente quando tende a haver as maiores diferenças e o desconforto térmico é maior. No estudo de Coelho et al. (2013), alguns dos materiais utilizados não resistiriam as intempéries meteorológicas se instalados em ambiente externo, além do experimento envolver instrumentos manuais, que exigem a presença de pessoas para realização das leituras. - 60 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Outra medida para obtenção de Tg e, consequentemente, de índices de conforto térmico é estimando os seus valores, preferencialmente a partir de dados provindos de instrumentos de baixo custo e habitualmente encontrados nas estações meteorológicas como o termômetro. No atual cenário de estações meteorológicas, é notável a predominância de estações automáticas em relação às estações convencionais (manuais), e esta deverá ser a tendência para o futuro, atestando a maior praticidade na utilização de instrumentos automáticos, já que, não necessitam da presença diária de observadores para a coleta de dados e podem realizar os registros numa periodicidade definida pelo usuário que varia de segundos a minutos. Diante do exposto, este trabalho objetivou analisar o desempenho nos registros de temperatura do globo negro e, consequentemente, do índice de tempertura de globo e umidade, com uso de materiais alternativos, bem como, a estimativa de Tg usando dados de temperatura do ar. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido entre agosto de 2020 e julho de 2021, na área da estação meteorológica do Centro de Ciências Agrárias (CCA) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), localizada no bairro Itacorubi em Florianópolis (latitude: 27,57° sul; longitude: 48,50° oeste e altitude: 2 metros), Santa Catarina. O clima do município conforme a classificação climática de Köppen é Cfa, isto é, subtropical, sem estação seca e temperatura média do mês mais quente acima de 22 ºC (Alvares et al., 2013). Três materiais com um sensor de temperatura instalado internamente foram testados como alternativas para medida da temperatura de globo negro, sendo todos eles pintados com tinta preta fosco: pote de vidro preto 400 gramas (PV), bola de plástico (BP) e garrafa plástica de refrigerante de 237 ml (GP). Os termômetros digitais com sensor externo foram usados para medição da temperatura interna nos materiais alternativos. A precisão dos termômetros é de +/-1 °C. Previamente a instalação e registro dos dados na área experimental, as temperaturas dos termômetros a serem usados com os materiais alternativos foram comparadas com a do termômetro de globo negro, estando todos os sensores no mesmo ambiente e sem os seus respectivos “globos”, como forma de eventualmente corrigir os dados registrados com os materiais alternativos de maneira que, as eventuais diferenças fossem devido somente ao material e não a precisão dos instrumentos. O sensor do termômetro foi inserido por um pequeno furo na parte superior de cada material alternativo. - 61 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Figura 1. Termômetros com sensor externo a ser instalado no interior dos materiais alternativos: pote de vidro 400 gramas a), bola de plástico b) e garrafa PET de refrigerante c). Fonte: os autores. Como temperatura do globo negro padrão foi usado o termômetro de globo negro modelo TGD200, da Instrutherm, que possui uma exatidão de +/-0,5 °C e uma resolução de 0,1 °C. O índice de temperatura de globo e umidade (ITGU) é uma medida de conforto térmico que estima o estresse calórico decorrente da temperatura do ar e da radiação solar. A obtenção do índice de globo de umidade (ITGU) se dá pela equação 1: ITGU = tg + (0,36.to) + 41,5 (1) em que, to, a temperatura do ponto de orvalho (°C), obtida conforme equação 2. - 62 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII  ea  237 ,3 * log   0,6108   to =  ea  7,5 − log    0,6108  (2) em que, ea é a pressão real do vapor d’água (kPa), obtida pela equação 3. ea = es .UR 100 (3) em que, UR é umidade relativa do ar (%) e es, é a pressão de saturação do vapor d’água (kPa), dada pela equação de Tetens (equação 4). es = 0,6108 x10 ( 7 , 5.T ) 237, 3+T (4) As coletas foram feitas aleatoriamente entre os dias 16/09/2020 e 06/05/2021, totalizando 44 registros, sendo 12 em ambiente interno (instrumentos localizados no interior do abrigo meteorológico (Figura 2a) e 32 em ambiente externo (Figura 2b). Os registros foram feitos a cada hora, das 10h às 16h, onde há maior potencial de ação de carga térmica radiante oriunda da radiação solar. Os dados obtidos em ambiente externo foram analisados em categorias de acordo com a nebulosidade, definido pelo Índice de Claridade (Ik), que relaciona a radiação solar global (Rg) e a radiação solar extraterrestre (Ro): 0 < Ik < 0,3 (céu nublado); 0,3 ≤ Ik ≤ 0,65 (céu parcialmente nublado) e 0,65 < Ik < 1,0 (céu claro), sendo esta última (Ro), obtida por tabela específica para a latitude do local e Rg registrada na própria estação meteorológica, assim como, a temperatura do ar e a umidade relativa do ar, necessárias para o cálculo do ITGU. A avaliação de desempenho de Tg e do ITGU obtidos com o uso de cada um dos materiais alternativos foi feita baseada na média do período diurno (10h às 16h) e no valor máximo do período. Para isso, utilizaram-se os seguintes índices: erro padrão de estimativa (EPE), erro médio (EM), os coeficientes de correlação (r) e de determinação (R²) da regressão linear, o Índice de Concordância (d) e o Índice de Confiança (c). - 63 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII a) b) Figura 2. Instalação no ambiente interno a) e no ambiente externo b) do termômetro de globo negro padrão TGD-200 e dos três termômetros com materiais alternativos. Fonte: os autores. O Índice de Concordância (d) (Willmott, 1981), descrito pela equação 5, varia de 0 a 1 e representa o quanto os valores obtidos pelos materiais alternativos se ajustam aos registros obtidos pelo instrumento padrão, sendo que, valores próximos de um indicam uma concordância perfeita. N  (Yi − X i )2   d = 1 −  N i=1  Yi − X + X i − X   i =1 (    2   (5) ) em que, Xi= são os valores obtidos a partir do instrumento padrão; X =é a média dos valores obtidos a partir do instrumento padrão; Yi= são os valores obtidos a partir dos materiais alternativos; e N= é o número de registros. - 64 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Analogamente, para a análise da confiabilidade dos valores obtidos a partir dos materiais alternativos, foi considerado o Índice de Confiança (c), proposto por Camargo e Sentelhas (1997), conforme equação 6. O critério adotado para interpretar os valores de c, são os seguintes: c≥0,85 (ótimo); 0,76<c<0,85 (muito bom); 0,66<c<0,75 (bom); 0,61<c< 0,65 (mediano); 0,51<c<0,60 (sofrível); 0,41<c<0,50 (mau); e c≤0,40 (péssimo). c= r . d (6) O erro quadrático médio (EQM), foi calculado utilizando-se a equação 7: 1 2  N 2    (Yi − X i )   EQM =  i =1   N −1     (7) O Erro Médio (EM) representa a diferença média de Tg e ITGU (padrão) com os obtidos com materiais alternativos. Assim, o EM indica a tendência dos valores obtidos com materiais alternativos em superestimar (EM>0) ou subestimar (EM<0) os valores padrões, sendo calculado conforme equação 8: EM= ∑N i=1(Yi -Xi ) (8) A diferença entre as médias do período diurno e a média dos valores máximos de Tg e ITGU (padrão) com os materiais alternativos foram avaliadas com o teste t-Student ao nível de 5%. A regressão linear simples ou polinomial de 2º ordem foi utilizada para correlacionar nos ambientes interno e externo a Tg obtida pelo instrumento padrão com a temperatura do ar, visando obter equações que possibilitem a estimativa de Tg, a partir de temperatura do ar, desde que, as regressões sejam estatisticamente significativas ao nível de 5% com o uso do teste F de Snedecor. Assim, nas regressões, a Tg medida com o instrumento padrão foi considerada a variável dependente (Y) e a temperatura do ar na estação meteorológica foi a variável independente (X). Na análise em ambiente externo, as regressões foram feitas considerando todos os dias de registros e dividindo-os em três grupos de acordo com a nebulosidade. O software Past 4.1 foi utilizado para realizar as análises de regressão. - 65 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 1 apresenta os resultados de regressão linear que correlacionaram à média do período diurno (10h às 16h) da temperatura do globo negro (Tg) com a temperatura do ar (T), assim como, a temperatura máxima do globo negro (Tgmax) com a temperatura máxima do ar (Tmx). Analisando a média do período diurno, no ambiente externo, as correlações foram menores quanto maior a nebulosidade, a ponto de, em condições de céu nublado não haver correlação estatisticamente significativa entre as duas variáveis. Em compensação, dias com céu parcialmente nublado e, principalmente, dias de céu claro, é viável estimar Tg a partir da temperatura do ar. Em ambiente interno a correlação foi praticamente perfeita, onde a temperatura média do ar diurna, explicou 99% (R²=0,99) da variação da temperatura do globo negro. Tabela 1. Coeficiente de determinação (R²), valor do F e equação de regressão entre a média do período diurno de temperatura do globo negro (Tg) com a média da temperatura do ar (T) e entre a temperatura máxima do globo negro (Tgmx) com a temperatura máxima do ar (Tmx) em ambiente interno e ambiente externo em condições de céu claro, parcialmente nublado, nublado e independente da nebulosidade. Fonte: os autores. R² Valor F Equação de regressão Céu claro 0,96* 109,96 Tg= -0,1102.T² + 7,489.T – 81,59 Parcialmente nublado 0,74* 28,02 Tg= 0,7326.T + 0,7459 Nublado 0,08ns 0,21 Tg= 0,1408.T² - 6,315.T + 96,5 Sem distinção de nebulosidade 0,63* 51,43 Tg= 1502.T - 2,967 Ambiente interno 0,99* 9848 Tg= 0,9547.T + 0,8867 Céu claro 0,97* 153,03 Tgmx= 0,6106.Tmx + 3,013 Parcialmente nublado 0,84* 54,65 Tgmx= 0,9381.Tmx + 10,73 Nublado 0,56* 7,76 Tgmx= 0,4172.Tmx + 10,56 Sem distinção de nebulosidade 0,78* 109,76 Tgmx= 1,445.Tmx – 0,2036 Ambiente interno 0,99* 775,78 Tgmx= 0,9532.Tmx + 1,534 ns = não significativo; * significativo ao nível de 5% pelo teste F de Snedecor. O resultado das regressões envolvendo os extremos de Tgmx e Tmx seguem o mesmo comportamento ao obtido na análise das médias do período diurno, isto é, as correlações diminuiram a medida que aumentou a nebulosidade. No entanto, os coeficientes foram maiores, de maneira que mesmo na situação de céu nublado, a regressão foi estatisticamente significativa ao nível de 5%. Assim, no momento do dia mais propício ao estresse térmico por excesso de calor é possível estimar a temperatura do globo negro a partir da temperatura máxima do ar, inclusive em ambiente interno que novamente teve - 66 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII os resultados mais expressivos. d’Ambrosio Alfano et al. (2013) também encontraram bons resultados ao apresentarem equação para estimativa de Tg e ITGU em função da velocidade do vento, diâmetro dos globos e temperatura do ar. Tabela 2. Indicadores de avaliação dos registros médios diurnos de temperatura do globo negro usando materiais alternativos com mini garrafa PET (Tg-GP), bola de plástico (Tg-BP) e pote de vidro (Tg-PV). Fonte: os autores. Céu claro EQM d EM r Desempenho Parcialmente nublado EQM d EM r Desempenho Nublado EQM d EM r Desempenho Sem distinção de nebulosidade EQM d EM r Desempenho Ambiente interno EQM d EM r Desempenho Tg x Tg-GP 1,46 0,96 0,38ns 0,95 Ótimo Tg x Tg-BP 2,47 0,99 1,94ns 0,95 Ótimo Tg x Tg-PV 1,47 0,99 0,84ns 0,96 Ótimo 1,31 0,99 0,62ns 0,97 Ótimo 4,8 0,80 4,49* 0,97 Muito bom 1,04 0,98 0,38ns 0,97 Ótimo 1,46 0,96 0,38ns 0,95 Ótimo 2,47 1,00 1,94ns 0,95 Ótimo 1,47 1,00 0,84ns 0,96 Ótimo 1,25 0,99 0,07ns 0,98 Ótimo 5,1 0,96 4,46* 0,98 Ótimo 1,13 0,99 0,67ns 0,99 Ótimo 0,82 0,99 0,78ns 0,99 Ótimo 1,05 0,98 0,99ns 0,99 Ótimo 1,05 0,98 0,99ns 0,99 Ótimo r=coeficiente de correlação; d=índice de concordância; EM= erro médio; EPE= erro padrão de estimativa. ns=não significativo; * diferença estatisticamente significativa ao nível de 5% pelo teste t-Student. - 67 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII A avaliação do desempenho nas medidas de temperatura média diurna do globo negro usando os materiais alternativos para os ambiente interno e externo são apresentados na Tabela 2. No contexto geral, seja no ambiente externo quanto, principalmente, em ambiente interno, os melhores resultados foram com o uso da mini garrafa PET (GP) e do pote de vidro (PV) que em todas as situações tiveram um ‘ótimo’ desempenho. Em média, no ambiente interno e no externo (independente da nebulosidade) a temperatura do globo medida usando GP e o PV apresentaram uma tendência de superestimar em 0,78 °C e 0,99 °C (interno) e de 0,07 °C e 0,67 °C (externo), respectivamente, a temperatura do globo negro padrão. Outra informação extraída do EM usando GP e PV é que em nenhuma condição de nebulosidade e, ou, ambiente, houve diferença significativa entre as médias de Tg padrão com a Tg obtida com os referidos materiais alternativos. Os menores valores do EQM encontrados com o uso desses dois materiais demonstram que as Tg não foram muito dispersas em relação ao Tg padrão. Outro indicador que atesta os resultados satisfatórios foi o índice de concordância de Willmott. Como foram próximos a 1 (um), isto é, como este índice é dado por uma aproximação matemática que avalia a exatidão, a dispersão e o afastamento dos registros obtidos com materiais alternativos em relação aos registrados com instrumento padrão, pode-se afirmar que, principalmente, o uso da GP e do PV pintadas de preto fosco registraram a temperatura mais próxima a obtida pelo instrumento padrão. O desempenho nos registros dos valores máximos de Tg usando materiais alternativos foram semelhantes aos obtidos na análise das médias diurnas, isto é, principalmente com a GP e o PV e, em ambiente interno, tiveram os melhores desempenhos, assim como, superestimaram aos valores registrados pelo Tg padrão (Tabela 3). Esses resultados atestam que seja na média do período diurno quanto no momento mais quente do dia e em ambientes interno quanto externo (independente da nebulosidade), é perfeitamente viável usar esses materiais para obter a temperatura do globo negro. Um detalhe que chama a atenção foi a menor dispersão dos registros obtidos com materiais alternativos em relação ao padrão (indicados pelo EQM e EM) quanto maior a nebulosidade. Algo compreensível quando considera-se uma situação no momento mais quente do dia e as diferentes características que os materiais possuem em termos de condutividade térmica e calor específico que torna-se mais relevante em situações de maior incidência de radiação solar ou de menor nebulosidade. Nikolopoulou et al. (1999) também atestaram a maior dificuldade em obter semelhanças nas estimativas de Tg com diferentes materiais em ambiente externos, devido a “radiação heterogênea”. Com as Tg médias e máxima do período diurno registradas com instrumento padrão e com os materiais alternativos foi calculado o ITGU baseado nesses registros. A diferença média entre o ITGU para os ambientes externo e interno é apresentada na Tabela 4. Considerando que para fins do presente estudo, as condições ideais sejam de igualdade entre as médias, a melhor situação para o ambiente externo e, principalmente, o interno, é a obtenção de ITGU usando Tg com a GP. No entanto, para o ambiente - 68 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII interno o ITGU pode ser obtido recorrendo a qualquer um dos materiais alternativos, tendo em vista que, as diferenças foram parecidas entre si, sendo inferiores a 1,42. Tabela 3. Indicadores de avaliação dos registros máximos de temperatura do globo negro usando materiais alternativos com mini garrafa PET (Tgmx-GP), bola de plástico (Tgmx-BP) e pote de vidro (Tgmx-PV). Fonte: os autores. Céu claro Tgmx x Tgmx-GP Tgmx x Tgmx-BP Tgmx x Tgmx-PV EQM 2,86 8,91 1,72 d 0,94 0,70 0,98 ns EM 1,41 8,16* 1,38ns r 0,91 0,97 0,99 Classificação Ótimo Ótimo Ótimo Parcialmente nublado EQM 2,24 9,15 2,29 d 1,00 0,99 1,00 ns EM 0,53 7,81* 1,24ns r 0,86 0,80 0,92 Classificação Ótimo Muito bom Ótimo Nublado EQM 1,00 2,41 0,94 d 0,99 1,00 1,00 ns ns EM 0,06 2,15 0,29ns r 0,98 0,99 0,98 Classificação Ótimo Ótimo Ótimo Sem distinção de nebulosidade EQM 2,21 7,69 1,76 d 0,99 0,94 0,99 ns EM 0,71 6,53* 1,05ns r 0,69 0,96 0,98 Classificação Ótimo Ótimo Ótimo Ambiente interno EQM 0,83 1,03 1,04 d 1,00 1,00 1,00 ns ns EM 0,78 0,97 0,98ns r 1,00 1,00 1,00 Classificação Ótimo Ótimo Ótimo r=coeficiente de correlação; d=índice de concordância; EM= erro médio; EPE= erro padrão de estimativa. ns =não significativo; * diferença estatisticamente significativa ao nível de 5% pelo teste t-Student. - 69 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Tabela 4. Diferença entre as médias do período diurno dos ITGU e extremos máximos dos ITGUmx obtidos com Tg padrão e Tg usando materiais alternativos com mini garrafa PET (GP), bola de plástico (BP) e pote de vidro (PV). Fonte: os autores. ITGU x ITGU-GP ITGU x ITGU-BP ITGU x ITGU-PV Céu claro 8,94ns 16,5* 9,32 ns Parcialmente nublado 4,98 ns 11,72* 6,33* Nublado 2,09 ns 4,14 ns 2,7 ns Sem distinção de 4,48* 8,84* 5,14* 1,12 ns 1,42 ns 1,42 ns ITGUmx x ITGUmx- ITGUmx x ITGUmx- ITGUmxxITGUmx- GP BP PV Céu claro 6,54* 15,71* 7,97* Parcialmente nublado 4,86* 14,37* 8,62* Nublado 2,45 ns 5,43 ns 4,34 ns Sem distinção de 3,81 ns 9,53* 5,15* 0,97 ns 1,26 ns 0,59ns nebulosidade Ambiente interno nebulosidade Ambiente interno ns=não significativo; * significativo ao nível de 5% pelo teste t-Student Para o ITGU calculado para o momento mais quente do dia, o uso da GP novamente apresentou os melhores resultados. No entanto, em média há diferença estatisticamente significativa do ITGU máximo usando qualquer um dos materiais alternativos nas condições externas para dias de céu claro ou parcialmente nublado. Em contrapartida, no ambiente interno, sem a influência direta da radiação solar, novamente os resultados foram satisfatórios com diferenças em média, inferior a 1 (um), como do ITGU usando dados de Tg obtidos com GP (0,97) e o PV (0,59). Nota-se que é perfeitamente viável estimar a Tg em ambientes externos e interno usando dados de temperatura do ar, que é um dado meteorológico de fácil aquisição ou medir a Tg usando uma mini garrafa PET ou pote de vidro pintados de preto fosco, seja para obter a média do período diurno quanto no momento mais quente do dia em que as condições normalmente são mais propícias para o desconforto térmico em humanos e animais. De posse destes materiais alternativos, os registros podem ser facilitados com o uso de termômetros com sensor externo que possuam datalogger, ou seja, permitindo que os registros de Tg sejam armazenados automaticamente numa periodicidade de tempo a critério do usuário que varia de 1 a 60 minutos. Ressalta-se que qualquer que seja o sensor de temperatura que venha a ser utilizado deve-se, previamente as medições com o material alternativo, fazer uma correção (calibração). - 70 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Atualmente, o preço de um termômetro com sensor externo e datalogger está em torno de US $20,00 (desconsiderando impostos e frete), ou seja, praticamente é o custo que haverá para obter Tg de maneira automática. Além disso, a GP e o PV são fabricados com materiais que resistem tranquilamente as intempéries do tempo, ainda mais se estiverem sendo usados internamente que é o ambiente mais indicado para a obtenção de Tg e, consequente, de índices de conforto térmico, pois leva em consideração todos os tipos de radiação que são emitidos por um ambiente fechado (Verno; Warner, 1932 apud Vega et al., 2020). Além disso, apesar de haver uma sugestão nas dimensões do globo (150 mm, que é a mesma ao do TGD-200 usado como padrão nesse estudo), o sensor de temperatura e o material do globo não são definidos (Vega et al., 2020). Como no período noturno as condições são menos propícias para uma condição de estresse térmico por excesso de calor, acredita-se que a obtenção de Tg com materiais alternativos ou a sua estimativa com uso da temperatura do ar também seja possível, pois se enquadraria numa condição como as obtidas para o período diurno em ambiente interno, isto é, sem o efeito direto da radiação solar. Porém, logicamente o ideal é que haja estudos para atestar esta hipótese. CONCLUSÕES - Pode-se estimar a temperatura do globo negro média para o período diurno e o seu valor máximo diário usando dados de temperatura do ar em ambiente externo e, principalmente, interno. - É viável usar mini garrafa PET e/ou pote de vidro pintados de preto fosco, para medir com um ‘ótimo’ desempenho a temperatura do globo negro. - O ITGU médio para o período diurno ou no momento mais quente do dia, pode ser calculado usando Tg com mini garrafa PET em ambiente externo e, preferencialmente, em ambiente interno. AGRADECIMENTOS Ao CNPq pela concessão de bolsa para o primeiro autor. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alvares CA et al. (2013). Köppen´s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22(6): 711-728. Baêta FC, Souza CF (2010). Ambiência em edificações rurais: conforto animal. 2 ed. Viçosa, MG: Ed. UFV. 269p. Barbosa OR et al. (2004). Efeitos da sombra e da aspersão de água na produção de leite de vacas da raça Holandesa durante o verão. Acta Scientiarum. Animal Sciences, 26(1): 115-122. - 71 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Camargo AP, Sentelhas PC (1997). Avaliação do desempenho de diferentes métodos de estimativa da evapotranspiração potencial no Estado de São Paulo. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 5(1): 89-97. Camerini NL et al. (2011). Avaliação de instrumentos agrometeorológicos alternativos para o monitoramento da ambiência em galpões avícolas. Engenharia na Agricultura, 19(2): 125-131. Campos JA (2009). 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Physical Geography, 2: 184-194. - 72 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Capítulo VI Estudo do efeito da continuidade espacial em modelos de relação hipsométrica em Eucalyptus sp. Recebido em: 15/11/2021 Aceito em: 23/11/2021 10.46420/9786581460167cap6 Bruna Zanzini Pupin1 Lucas Kröhling Bernardi2* Monica Fabiana Bento Moreira Thiersch3 Claudio Roberto Thiersch4 INTRODUÇÃO No inventário florestal tradicional, a relação hipsométrica, constitui-se de um instrumento essencial para sua realização, já que a quantificação da altura das árvores propiciada por esta relação é indispensável para a estimativa de volume, peso, sortimento, dentre outras variáveis dos povoamentos florestais. Na prática, visando tornar a operacionalização desta atividade mais eficaz e de menor custo, utilizase da técnica já descrita por Ker et al. (1957), onde se medem na parcela somente parte das alturas e todos os diâmetros. Assim, pode-se estabelecer através dos pares altura-diâmetro mensurados, uma relação matemática que possibilite a estimativa da altura das demais árvores contidas na parcela (Scolforo, 2005). Essas relações matemáticas são as equações hipsométricas, as quais buscam estimar as alturas das árvores através da relação DAP (diâmetro do tronco à 1,30 metros de altura da superfície do solo) e HT (altura total da árvore) (Thiersch, 2007). Vários modelos estatísticos podem adequar-se à relação hipsométrica, porém, o uso indiscriminado de tal relação pode levar a erros consideráveis, uma vez que vários fatores a influenciam, como posição sociológica, sítio, idade, densidade, variação genética e tratos silviculturais (Barros et al., 2002). De maneira geral, a correlação altura-diâmetro não é forte (na maioria dos casos, chegando à no máximo 0,8), sendo que, uma forma de aumentar esta correlação é promover o ajuste de uma relação hipsométrica por parcela, com isso, as fontes de variação que afetam a relação altura-diâmetro são controladas dentro desta. Esta por apresentar área pequena, contém sempre a mesma espécie, está no mesmo índice de sítio, apresenta árvores sujeitas ao mesmo espaçamento, dentre outros (Scolforo, 2005). 1 Engenheira Florestal. Programa de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis, Departamento de Ciências Ambientais, Universidade Federal de São Carlos, campus Sorocaba. 3 Profa. Dra., Departamento de Administração, Universidade Federal de São Carlos, campus Sorocaba. 4 Prof. Dr. Departamento de Ciências Ambientais, Universidade Federal de São Carlos, campus Sorocaba. * Autor correspondente: bernardilucas@estudante.ufscar.br 2 - 73 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Uma alternativa, embora mais genérica e menos precisa do que o ajuste por parcela, é agregar ao modelo tradicional de relação hipsométrica, as variáveis que afetam esta relação: a idade, uma medida de densidade e uma medida de produtividade dos locais (Scolforo, 2005). Por sua vez, os métodos tradicionais por parcela, ainda obrigam a mensuração de uma grande quantidade de unidades amostrais, tornando o processo mais oneroso. Assim, é importante o uso de técnicas que visem à redução de pares altura-diâmetro mensurados. A possibilidade de usar o menor número possível de unidades amostrais e a hipótese de que existe dependência espacial das características dendrométricas da população de interesse nos levam ao uso da geoestatística. (Zonete, 2009). Entretanto, ainda é incipiente a quantidade de trabalhos que busquem estimar a altura das árvores fazendo uso da geoestatística. Diversos autores, já estudaram o desempenho de modelos hipsométricos tradicionais e/ou genéricos em situações diferentes de ambiente, de estratégia e metodologia de coleta de dados e de agrupamentos de variáveis características dos povoamentos florestais (Batista et al., 2001; Ribeiro et al., 2010; Soares et al., 2004), no entanto, não se considerando a estrutura da dependência espacial no modelo avaliado. Portanto, eles não exploram suficientemente as relações que possam existir entre as unidades amostrais (Mello, 2004). Na geoestatística, as análises são efetuadas com base no conceito da Teoria das Variáveis Regionalizadas (Matheron, 1963). Neste caso, a posição de cada amostra tem participação relevante na análise dos dados, havendo a necessidade de se realizar um estudo variográfico para verificar se as amostras são ou não dependentes no espaço (Diniz, 2007). Diante do exposto, o presente estudo propõe o uso de componente espacial (geoestatística), utilizando também a variação do material genético como covariável do modelo, visando garantir a mesma precisão do ajuste do modelo hipsométrico tradicional por parcela, por sua vez, com um menor número de pares altura total e DAP mensurados em um povoamento de Eucalyptus sp. METERIAIS E MÉTODOS Caracterização da área de estudo Os dados utilizados no presente estudo são oriundos de um povoamento clonal de Eucalyptus sp., localizado no município de Sarapuí, SP, entre as coordenadas geográficas 23º 38’ 25,08’’ latitude sul e 47º 51’ 42,46’’ longitude oeste de Greenwich e altitude média de 569 m (Figura 1). Conforme a classificação climática de Köppen, o clima de Sarapuí pertence ao tipo “Cfa”, ou seja, subtropical, mesotérmico úmido, sem estiagens, com estações chuvosas e secas bem definidas. A região possui temperatura média anual de 19.1 °C e precipitação média anual de 1.200 mm. (Gava, 2013). A área em estudo divide-se em 7 Unidades de Produção (UPs), totalizando 525,86 ha de efetivo plantio, - 74 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII distribuídos em 5 materiais genéticos, com idades variando entre 4,18 e 5,05 anos e espaçamento de 3,00 m x 2,20 m. Figura 1. Mapa das Unidades de Produção (UPs), com a localização das parcelas do inventário florestal. Amostragem O plano amostral adotado foi a amostragem casual simples (ACS). A intensidade amostral foi de 1:10 ha, com parcelas circulares de raio fixo igual a 11,28 m (400 m²), totalizando 53 parcelas. A localização das parcelas pode ser observada na Figura 1. Em cada parcela, mediu-se a circunferência a altura do peito (CAP), ou seja, a 1,30 m da superfície do solo, de todas as árvores, a altura total das 10 árvores centrais, mais a altura de 4 árvores normais de maior CAP (árvores dominantes), conforme conceito de Assmann (1970). No momento da instalação em campo, as coordenadas do ponto central de cada parcela permanente foram coletadas. Modelos Hipsométricos Foram adotadas estratégias de ajuste para o modelo tradicional de Curtis a fim de compará-las, sendo estas: por parcela, para toda amostra (genérico), para toda amostra com adição de componente espacial e para toda amostra com adição de componente espacial e da covariável material genético. - 75 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Para o ajuste dos modelos hipsométricos e análises do presente estudo, utilizou-se o software estatístico livre R (R Core Team, 2013), juntamente com o pacote geoestatístico: “geoR” (Ribeiro Júnior et al., 2001). Modelo Tradicional São considerados tradicionais os modelos hipsométricos que descrevem as alturas das árvores em função apenas dos diâmetros medidos a 1,30 m da superfície do solo (DAP). Estes modelos são usualmente ajustados por parcela, sendo este o procedimento que apresenta melhor desempenho (Soares et al., 2004). No presente estudo, utilizou-se como modelo tradicional, o modelo de Curtis (1967) (Equação 1). ln (H i ) =  0 + 1 . 1 + i DAPi (1) sendo: Hi = altura total da árvore i; DAPi = diâmetro a altura do peito da árvore i; β0 e β1=parâmetros do modelo a ser estimado; εi = erro aleatório. Modelo com Componente Espacial Além do modelo de regressão linear tradicional, representado de forma geral pela Equação 1, foram ajustados modelos com componentes espaciais. Seja y(s1), y(s2), ...y(sn), uma amostra da variável de interesse observada ao longo da região em estudo, considerando a amostra como uma realização parcial de um processo gaussiano, um modelo com componente espacial pode ser escrito de acordo com a Equação 2: Y ( s) = X( s)β + v( s) +  ( s) sendo: X(s )β = componente de tendência, (2) X(s ) = matriz contendo os níveis das possíveis covariáveis, em uma parcela de localização denotada por s , β = vetor de coeficientes do modelo; com estrutura de correlação espacial tal que (v ( s ) |  ,  ) v (s ) = efeito aleatório segue um processo gaussiano, (v( s ) |  , ) ~ PG (0, 2  (|| s − s '||; )) , sendo σ² a variância do processo e  (.; ) re- presenta a função de correlação que depende do parâmetro  ;  (s ) = componente de ruído branco, 2 normalmente distribuída, com média 0 e variância  (efeito pepita), que descreve a variação de microescala. Entretanto, existem variáveis cadastrais que podem ser utilizadas como covariável com o intuito de reduzir as fontes de variações. Assim, considerando o modelo com componente espacial (Equação 2) tendo o material genético como covariável, Y (s) - 76 - representa a variável material genético em uma Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII localização s qualquer, X(s) = [1 d1 (s) d 2 (s) ... d11 (s) ] , em que d1 ( s) d 2 ( s) ... d11( s) são variáveis dummy, como descritas para o modelo sem componente espacial, utilizadas para descrever o material genético na parcela de localização s e β é um vetor coluna de dimensão igual ao número de colunas de X(s ) . Observa-se que a componente aleatória v(s ) na Equação 2, depende de uma função de correlação  (.;  ) . Em Diggle et al. (2007), pode ser encontrada uma descrição de diversas funções que podem ser utilizadas para descrever a correlação espacial. Assim, foi testada a função de correlação exponencial (Equação 3).   (3)  (d ) = exp − d  , A fim de se verificar a importância da covariável dada a presença da componente espacial no modelo, foram ajustados também os modelos com componente espacial sem a presença da covariável. Dessa forma, foi possível a comparação entre o modelo sem componente espacial com os modelos com componente espacial. O método de ajuste para o modelo foi o dos Mínimos Quadrados Ponderados (Ribeiro Júnior et al., 2001). Efeito da redução de pares altura-diâmetro amostrados por parcela nas estimativas do modelo com componente espacial A fim de testar o efeito da redução do número de pares altura-diâmetro amostrados nas estimativas do modelo genérico com componente espacial, ajustou-se o modelo removendo-se aleatoriamente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 árvores por parcela sucessivamente. Eficiência dos modelos testados O critério de seleção da equação mais precisa foi o menor erro-padrão residual (Syx) (Equação 4) e a análise gráfica dos resíduos (Soares et al., 2004).  ((z(x ) − zˆ(x )) ) n Sxy = sendo: i =1 2 s0 s0 n− p (4) ( ) = valor estimado dos pontos amostrados, z (x )= valor observado dos pontos amostrados zˆ x s0 s0 e n= número de pontos observados. - 77 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Para menores valores de erro se tem os melhores ajustes e na comparação dos gráficos se tem os melhores ajustes para maiores frequências de resíduos em torno de zero. RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise exploratória dos dados Na Figura 2 pode-se observar a distribuição dos valores observados das variáveis dendrométricas altura total e DAP, bem como, a relação entre estas variáveis. Como esperado para o povoamento em estudo, existe uma relação exponencial entre as duas variáveis, por sua vez, nota-se uma grande variação da altura total para um mesmo DAP, fato este que demonstra o forte impacto de diferentes fontes de variações. Figura 2. Distribuição dos valores observados das variáveis altura total e DAP e a relação entre estas duas variáveis. - 78 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Krigagem Ordinária Segundo Scolforo et al. (2006), krigagem é um método de inferência espacial, o qual estima dados em pontos não amostrados, considerando a estrutura da dependência espacial do fenômeno. Com a adição da componente espacial no modelo de Curtis ajustado de forma genérica, a fim de reduzir o erro que pudesse ser explicado pela continuidade espacial da variável altura, gerou-se o semivariograma considerando os resíduos deste ajuste, objetivando descrever a estrutura da dependência espacial. Na Figura 3 está apresentado o ajuste do modelo exponencial ao semivariograma, indicando a acentuada correlação espacial da variável HT, uma vez que, há aumento da semivariância à medida que se aumenta a distância, seguida de uma tendência de estabilização. Figura 3. Modelo exponencial ajustado ao semivariograma. O ajuste gerou o conjunto de parâmetros apresentados na Tabela 1, os quais caracterizam o semivariograma. - 79 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII O efeito pepita (τ²), que indica a variação aleatória do parâmetro estudado, apresentou-se relativamente pequeno, fato que sugere um processo de inferência adequado. O Patamar (τ² + σ²) encontrado indica que 82,99% da variação total, refere-se à variação estruturada (+ σ²), ou seja, pode ser explicada pela componente espacial. O alcance mostra que a distância máxima que a HT está correlacionada espacialmente é de 464,59 m, a partir desse ponto as observações podem ser consideradas independentes. Tabela 1. Parâmetros do ajuste do semivariograma do modelo exponencial. Modelo de Correlação Efeito Pepita (τ²) Patamar (τ² + σ²) Alcance (φ) Exponencial 0,3318 2,0101 464,5869 Cokrigagem Dentre as técnicas geoestatísticas existem algumas que possibilitam o uso simultâneo de duas ou mais variáveis, sempre uma tratada como variável principal e as demais como secundárias (Fernandes, 2009). Entre essas técnicas multivariadas está a cokrigagem. Segundo Isaaks et al. (1989), a cokrigagem leva em consideração uma ou mais variáveis secundárias na estimativa de uma variável primária. Assim, no presente estudo, utilizou-se como covariável, o material genético. Na Figura 4 que apresenta o ajuste do modelo exponencial ao semivariograma, observa-se que com a adição da covariável material genético diminuiu-se a dependência espacial. Figura 4. Modelo exponencial com adição da covariável material genético ajustado ao semivariograma. - 80 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII O conjunto de parâmetros gerados pelo ajuste são apresentados na Tabela 2. Tabela 2. Parâmetros do ajuste do semivariograma do modelo exponencial da variável altura e covariável material genético. Modelo de Correlação Efeito Pepita (τ²) Patamar (τ² + σ²) Alcance (φ) Exponencial 0,3396 0,7981 250,7560 O efeito pepita (τ²), assim como no modelo espacial sem covariável apresentou-se relativamente pequeno. O Patamar (τ² + σ²) encontrado indica que 57,45% da variação total, refere-se à variação estruturada (+ σ²), ou seja, pode ser explicada pela componente espacial. O alcance mostra que a distância máxima que a HT está correlacionada espacialmente é de 250,76 m. Com isso conclui-se que parte da dependência espacial foi explicada pela covariável material genético. Seleção dos modelos Considerando os valores de erro padrão residual para as estratégias de ajuste (Tabela 3), tem-se como melhor desempenho, o modelo de Curtis por parcela (1,73 %), em seguida, o modelo de Curtis genérico com adição do componente espacial (2,49 %), Curtis genérico com adição da componente espacial e uma covariável (2,64%) e por fim, o modelo de Curtis genérico (6,12%). Tabela 3. Estratégias de ajuste e seus respectivos valores de erro padrão residual na unidade da variável e em porcentagem. Ajuste Syx (m) Syx (%) Curtis por Parcela 0,44 1,73 Curtis Genérico com Componente Espacial 0,64 2,49 Curtis Genérico com Componente Espacial + Covariável 0,67 2,64 Curtis Genérico 1,56 6,12 Nota-se também que a adição do material genético como covariável no modelo de Curtis genérico, não ajudou a diminuir o erro do ajuste, apenas a diminuir a dependência espacial, como mostrado anteriormente no item 3.3. - 81 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Análise da distribuição dos resíduos Como forma de avaliar a qualidade dos ajustes, além do cálculo das estatísticas, também se utilizou os gráficos de distribuição de resíduos em função do DAP. Na Figura 5 são apresentados os gráficos para comparação entre os valores observados e estimados e os resíduos das estratégias de ajuste testadas. No ajuste do modelo de Curtis por parcela, nota-se na Figura 5A o quanto os valores estimados se aproximam dos observados, isso se dá pelo fato do ajuste ter sido feito por parcela, já que praticamente não há fontes de variação que afetam a relação altura-diâmetro dentro desta. Considerando o gráfico de distribuição dos resíduos deste ajuste (Figura 5B), percebe-se que essa é a melhor estratégia de ajuste testada, com a distribuição dos resíduos mais homogênea em relação à média e sem tendência. Figura 5. Comparação das estratégias de ajuste testadas. (A) DAPs vs alturas totais (observadas e estimadas) dos valores observados e estimados do modelo de Curtis por parcela; (B) Resíduos do modelo de Curtis por parcela; (C) DAPs vs alturas totais (observadas e estimadas) dos valores observados e estimados do modelo de Curtis genérico; (D) Resíduos do modelo de Curtis genérico; (E) DAPs vs alturas totais (observadas e estimadas) dos valores observados e estimados do modelo de Curtis genérico com componente espacial; (F) Resíduos do modelo de Curtis genérico com componente espacial. - 82 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Na Figura 5C, observa-se os valores estimados e observados do ajuste do modelo de Curtis de forma genérica, para toda a amostra, mostrando que em média o modelo é bom, por sua vez, em virtude de diferentes fontes de variações não controladas, o ajuste apresentou a pior distribuição dos erros, pois os valores dos resíduos não estão concentrados próximos de zero como para os demais ajustes, com erros variando de -4 à 4 metros (Figura 5D). Ao observar as Figuras 5C e 5E dos resultados estimados e observados do ajuste do modelo de Curtis genérico e do mesmo com adição da componente espacial respectivamente, conclui-se que quando o erro foi espacializado, foi captada parte da variação, sendo possível notar o quanto se aproximam os valores estimados dos observados somente com adição da componente espacial. Observa-se também, na Figura 5F, uma melhor distribuição dos resíduos ao adicionar a componente espacial, tornando-se mais homogênea em relação à média. Na Figura 6 pode-se observar o gráfico de valores estimados e observados, bem como o gráfico de resíduos do ajuste do modelo com componente espacial com adição da covariável material genético. Figura 6. DAPs vs alturas totais (observadas e estimadas) (A) e resíduos (B) do modelo de Curtis genérico com componente espacial e covariável (material genético). - 83 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Observa-se na Figura 6B, que a adição da covariável não ajudou a diminuir o erro do ajuste, como mencionado no item 3.4, sendo que os resíduos encontram-se variando mais do os resíduos do modelo com adição da componente espacial apenas (Figura 5F). Por fim, conclui-se que nenhum dos ajustes superaram o ajuste de Curtis por parcela no que diz respeito à distribuição dos resíduos, no entanto, pode-se notar que o modelo de Curtis ajustado para toda a amostra (genérico) com adição da componente espacial aproxima-se muito da distribuição dos resíduos do ajuste por parcela, demonstrando a grande viabilidade de utilização deste procedimento. Figura 7. Modelo exponencial ajustado ao semivariograma. (A) Remoção de 1 árvore/parcela; (B) Remoção de 2 árvores/parcela; (C) Remoção de 3 árvores/parcela; (D) Remoção de 4 árvores/parcela; (E) Remoção de 5 árvores/parcela; (F) Remoção de 6 árvores/parcela; (G) Remoção de 7 árvores/parcela; (H) Remoção de 8 árvores/parcela. - 84 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Efeito da redução de pares altura-diâmetro amostrados por parcela nas estimativas do modelo com componente espacial Na Figura 7 pode-se observar o ajuste do modelo exponencial ao semivariograma resultantes das remoções aleatórias de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 árvores por parcela. Nota-se a existência de correlação espacial independentemente do número de remoções realizadas. Os ajustes geraram o conjunto de parâmetros apresentados na Tabela 4, os quais caracterizam os semivariogramas. Tabela 4. Parâmetros do ajuste do semivariograma do modelo exponencial da variável altura para a remoção de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 árvores por parcela. Modelo de Correlação Exponencial Efeito Pepita (τ²) Patamar (τ² + σ²) Alcance (φ) Remoção de 1 árvores/parcela 0,3575 1,9631 479,6540 Remoção de 2 árvores/parcela 0,3134 2,0280 466,4485 Remoção de 3 árvores/parcela 0,3172 2,0413 478,0227 Remoção de 4 árvores/parcela 0,3549 2,0413 478,0227 Remoção de 5 árvores/parcela 0,3549 2,0487 507,3197 Remoção de 6 árvores/parcela 0,3027 2,0525 454,8065 Remoção de 7 árvores/parcela 0,3449 2,0516 517,8084 Remoção de 8 árvores/parcela 0,4109 1,8522 555,0009 Percebe-se que a variação aleatória do parâmetro estudado, indicada pelo efeito pepita (τ²), apresenta o maior valor, quando se considera o maior valor máximo de remoção realizada (8 árvores por parcela), indicando também, pela análise do patamar (τ² + σ²), que a variação total é menos explicada pela componente espacial em relação às outras remoções, sendo neste caso 77,81% da variação total referente à variação estruturada (+ σ²). Ainda, com a maior remoção, de 8 árvores por parcela, o alcance atinge um valor máximo de 555m, o que mostra a distância máxima que a HT está correlacionada espacialmente. Os resultados do erro padrão residual do ajuste do modelo de Curtis genérico com componente espacial, considerando-se as remoções das árvores por parcela realizadas são observados na Tabela 5. Nota-se que o erro padrão residual para o ajuste do modelo de Curtis genérico com componente espacial resultante das remoções, variam muito pouco de uma remoção para outra, chegando à um máximo quando se realizou a remoção de 8 árvores por parcela (2,84 %), o que representa a retirada de mais da metade das árvores com pares de altura-diâmetro medidos por parcela. Ainda assim, este valor, encontra- - 85 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII se muito próximo do valor encontrado para este ajuste sem realizar remoções de árvore por parcela (2,54%), com uma diferença de apenas 0,08m. Tabela 5. Erro Padrão Residual na unidade da variável e em porcentagem e seus respectivos valores para o ajuste de Curtis genérico com componente espacial, removendo-se 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 árvores por parcela. Ajuste Syx (m) Syx (%) Remoção de 1 árvore/parcela 0,66 2,57 Remoção de 2 árvores/parcela 0,65 2,54 Remoção de 3 árvores/parcela 0,63 2,49 Remoção de 4 árvores/parcela 0,64 2,52 Remoção de 5 árvores/parcela 0,66 2,60 Remoção de 6 árvores/parcela 0,64 2,51 Remoção de 7 árvores/parcela 0,68 2,69 Remoção de 8 árvores/parcela 0,72 2,84 Curtis genérico com componente espacial Figura 8. DAPs vs alturas totais (observadas e estimadas) (A) e resíduos (B) do modelo de Curtis genérico com componente espacial com remoção de 8 árvores por parcela. - 86 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Na Figura 8 apresentam-se os gráficos de relação altura total e DAP dos valores estimados e observados, e de resíduos do ajuste de Curtis genérico com componente espacial com remoção de 8 árvores por parcela. O comportamento observado para as demais remoções é semelhante a este e pode ser observado nos APÊNDICES. Percebe-se pela Figura 8A que mesmo com a retirada de mais da metade de pares de alturadiâmetro (árvores) mensurados por parcela, os valores estimados, encontram-se bem próximos dos valores observados. Além disso, pela análise de resíduos (Figura 8B) observa-se que estes ainda encontram-se com a distribuição homogênea em relação à média. É importante ressaltar que o ajuste do modelo por parcela normalmente é mais preciso tendo em vista o efetivo controle das fontes de variação que afetam a relação altura-diâmetro. Entretanto este tipo de ajuste já se encontra com um número reduzido de pares altura-diâmetro amostrados por parcela, ou seja, não há a possibilidade de se reduzir o número de unidades amostrais. Por sua vez, ao considerar o modelo genérico, o número de árvores amostradas utilizadas na predição é maior, já que este é ajustado para toda a amostra. Assim, ao se reduzir o número de pares altura-diâmetro amostrados (árvores por parcela), o modelo por parcela será muito prejudicado, já o modelo genérico, não será ou será muito pouco prejudicado, pois o universo considerado (número de pares altura-diâmetro) é muito maior. Além disso, quando se adiciona uma componente espacial ao modelo genérico, esta tende a reduzir consideravelmente o erro de estimativa gerado por este ajuste. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Andrade LN (2011). Redes Neurais Artificiais Aplicadas na Identificação Automática de Áreas Cafeeiras em Imagens de Satélite. Departamento de Ciência da Computação, Universidade Federal de Minas Gerais (Dissertação), Belo Horizonte. 92p. Barros DA et al. (2002). Comportamento de modelos hipsométricos tradicionais e genéricos para plantações de Pinus oocarpa em diferentes tratamentos. Boletim de Pesquisa Florestal, (45): 3-28. Binoti DHB et al (2013). Redução dos custos em inventário de povoamentos equiâneos. Agrária - Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 8(1): 125-129. Binoti MLMS, Binoti DHB, Leite HG (2013). Aplicação deRedes Neurais Artificiais para Estimação da Altura de Povoamentos Equiâneos de Eucalipto. Revista Árvore, 37(4): 639-645. Bishop CM (1995). Neural networks for pattern recognition. Oxford University Press, Inc., USA, 482p. Braga AP et al. (2007). Redes Neurais Artificiais: Teoria e Aplicações. 2 ed. Rio de Janeiro: LTC, 260p. 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Nova York: John Wiley & Sons, 269p. - 88 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Capítulo VII Calagem e NPK na formação de mudas de canafístula Recebido em: 16/11/2021 Aceito em: 25/11/2021 10.46420/9786581460167cap7 Alan Mario Zuffo1* INTRODUÇÃO A canafístula [Peltophorum dubium (Sprengel) Taubert] pertencente à família Fabaceae – Caesalpinioideae é uma espécie nativa com grande potencial econômico na indústria de madeira, recuperação de áreas degradadas e arborização ornamental (Carvalho 2003; Lorenzi 2008). O conhecimento das demandas nutricionais de espécies nativas do Cerrado é ferramenta importante para compreender o estabelecimento destas em solos com baixa disponibilidade nutricional (Souza et al. 2013), principalmente durante a fase de formação de mudas em viveiro. Apesar da consideração de que plantas nativas do Cerrado são adaptadas aos solos e ácidos e baixa fertilidade (Haridassan 2008), estudos experimentais com calagem e fertilização de espécies nativas demonstram que as espécies nativas respondem de maneira diferente à correção e adubação do solo com nitrogênio (N) (Zuffo et al. 2017a). Portanto, é necessário definir a dose de nitrogênio em solos com e sem calagem para a produção de mudas de alta qualidade de canafístula. Dessa forma, objetivou-se nesse trabalho avaliar a produção de mudas de canafístula em função da adubação NPK e da calagem. MATERIAL E MÉTODOS Localização e caracterização da área experimental O experimento foi realizado em casa de vegetação na Estação Experimental Agronômica da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul - UEMS, em Cassilândia, MS (19º 06' 48" de latitude Sul; 51º 44' 03" de longitude Oeste e altitude média de 470 m). O clima da região, segundo classificação de Köppen, é do tipo tropical chuvoso (Aw), com verão chuvoso e inverno seco (precipitação no inverno menor que 60 mm), com precipitação anual de 1,520 mm e temperatura média anual de 24.1°C. A temperatura e a umidade relativa do ar foram monitoradas diariamente com o auxílio de uma Estação 1 * Editor chefe da Pantanal Editora. Autor correspondente: alan_zuffo@hotmail.com - 89 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Meteorológica Automática (Cassilandia-A742), e os dados coletados durante a condução do experimento Temperatura Umidade relativa (%) 100 Umidade relativa 80 60 40 20 0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Temperatura (oC) são mostrados na figura 1. Out. 29 Nov. 13 Nov.25 Dez.13 Dez. 28 Jan. 12 Jan. 27 Fev. 11 2016 2017 Figura 1. Temperatura média (oC) e umidade relativa do ar (%) dentro da casa de vegetação durante o período de emergência da planta e formação das mudas de canafístula [Peltophorum dubium (Sprengel) Taubert]. O solo utilizado neste estudo foi um Neossolo Quartzarênico, coletado em uma área de pastagem na camada superficial de 0,20-0,30 m de profundidade. A escolha deste solo foi em razão da sua ocorrência predominante na região do Cerrado de Cassilândia, Mato Grosso do Sul, Brasil. Após a coleta, o solo foi peneirado em malha de 4 mm e caracterizado quanto as suas características químicas seguindo as indicações da Embrapa (2009). A necessidade de correção da acidez do solo foi calculada pelo método da elevação da saturação por base à 70%, o que correspondeu à dose de 2.16 t ha -1 ou a aplicação de 1.10 g de calcário por dm3 de solo. Utilizou-se o calcário com as seguintes constituições: CaO: 38%; MgO: 11%; PRNT: 85%; PN: 62%. A metade do solo coletado foi corrigido e a outra metade ficou sem correção correspondendo a um tratamento. Após a calagem, o solo foi homogeneizado, molhado e mantido incubado por 30 dias. Decorrido esse período, os tratamentos que correspondiam ao substrato calagem, mas PK, foram acrescidos de 411 mg dm-3 de fósforo (superfosfato simples com 18% P2O5) misturado antes de encher os sacos plásticos. Posteriormente, os substratos foram acondicionados em sacolas plásticas com capacidade de 1.35 dm3 (dimensões comerciais 17 x 22 cm), conforme recomendação de Zuffo et al. (2018). A adubação com K, constitui-se de 150 mg dm-3 de potássio (cloreto de potássio com 60% K2O) parcelados em 3 aplicações: as doses 20, 40, 40 mg dm-3 nas épocas 15, 30 e 50 dias após a semeadura (DAS), respectivamente. A adubação nitrogenada (Ureia com 45% N) foi aplicada as porcentagens de 20; 40, 40 % aos 10, 25 e 45 DAS, respectivamente. As doses da adubação N-P-K utilizado no experimento é - 90 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII recomendo por Malavolta (1980) para experimentos em vasos. A adubação de N e K foi via água de irrigação com cerca de 20 ml de água por saco plástico. As principais características químicas do solo antes e depois da calagem estão apresentadas na tabela 1. Tabela 1. Principais propriedades químicas do substrato utilizado no experimento antes e após a calagem. pH Ca2+ Mg2+ Al3+ H++Al3+ MO Calagem CaCl2 - - - - - - cmolc dm-3 - - - - - - - - - g. dm-3 Antes 4.6 1.30 0.20 0.31 3.30 16.1 Após 5.9 2.00 0.70 0.00 1.02 - H + Al: acidez potencial; MO: matéria orgânica. Material vegetal utilizado Frutos maduros de canafístula foram coletados em diferentes árvores matrizes, em uma área de Cerrado localizada na região Leste do Estado de Mato Grosso do Sul, no município de Cassilândia, MS (23º47'40" S, and 54º41'07" W), em Agosto de 2016. Após a coleta, as sementes foram previamente selecionadas, levando-se em conta a tamanho e, então, submetidas ao tratamento pré-germinativo para superação da dormência. As sementes foram embebidas em água quente (95 oC), seguida pela embebição em temperatura ambiente na mesma água por um período de 24h conforme recomendações de Zuffo et al. (2017b). Em seguida, três sementes foram semeadas ± 2 cm de profundidade por saco plástico e, após o estabelecimento, realizou-se o desbaste deixando uma planta por saco. O teor de água do substrato foi mantido próximo da capacidade de retenção de água com irrigações diárias. Mensuração do crescimento das plantas e dos índices de qualidade das mudas Aos 120 dias após a emergência (DAE) foram avaliadas: altura de planta (AP) - determinada da superfície do solo até à inserção da última folha com auxílio de uma régua milimetrada; diâmetro do coleto (DC) - mensurado na altura do colo da planta por meio de leituras com utilização de um paquímetro digital (Clarke-150 mm), com grau de acurácia de ±0,01 mm. Em seguida, as plantas foram separadas em parte aérea e raízes, acondicionadas em sacos de papel e levadas para estufa à 65 °C por 72 horas, e pesadas em balança analítica com precisão de 0,0001 g para determinação da massa seca da parte aérea (MSPA) e das raízes (MSR). A partir dessas avaliações, calculou o índice de qualidade de Disckson (IQD) conforme proposto por Dickson et al. (1960): - 91 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Delineamento experimental e análises estatísticas O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, dispostos em esquema fatorial 4 × 2, sendo os fatores constituídos por quatro doses de nitrogênio em cobertura (0, 100, 200, 300 mg dm3 ) e substrato com e sem calcário e PK, com quatro repetições. A dose de 300 mg dm-3 é a recomendada por Malavolta (1980) para experimentos em vasos. Cada parcela foi composta por cinco recipientes, totalizando 20 recipientes por tratamento. Os dados experimentais foram submetidos a análise de variáveis canônicas para estudar a interrelação entre as variáveis calagem e doses de nitrogênio e as características morfológicas das mudas (altura de plantas, diâmetro do coleto, fitomassa seca da parte aérea e radicular) e o índice de qualidade de Dickson, utilizando o software Rbio versão 140 para Windows (Rbio Software, UFV, Viçosa, MG, BRA). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados reportaram que o uso da calagem incrementou todas as variáveis avaliadas nesse estudo (Figura 2). Esses resultados se assemelham aos obtidos por Zuffo et al. (2017a), os quais observaram que a calagem promoveu efeito significativo na massa seca radicular de mudas de baru. Figura 2. Variáveis canônicas para as características morfológicas da canafístula em função da calagem. AP: altura de plantas; DC: diâmetro de caule; FSR: fitomassa seca radicular; FSPA: fitomassa seca da parte aérea; FSR: fitomassa seca radicular; IQD: Índice de qualidade de Dickson. Sabe-se que o cálcio é um elemento com papel preponderante para o desenvolvimento radicular das plantas (Ritchey et al. 1982), por isso, sua presença culminou em maior crescimento de raízes e assim uma maior absorção de água e nutrientes para a planta realizar a fotossíntese e se desenvolver. Isso indica - 92 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII que a aplicação a aplicação de calcário possibilita aumento significativo do crescimento das mudas de canafístula, bem como proporciona mudas de melhor qualidade. A análise de variáveis canônicas foi utilizada para verificar a contribuição de cada variável em relação as doses de nitrogênio (Figura 3). Para que os escores sejam representados em um gráfico bidimensional, o percentual de variância retido deve ser superior a 80% (Mingoti, 2005). Neste estudo, as variâncias acumuladas nas duas principais variáveis canônicas foram de 88,7 e 95,3%, respectivamente, para cada gráfico (Figura 3), permitindo uma interpretação precisa. Figura 3. Variáveis canônicas para as características morfológicas da canafístula em função das doses de nitrogênio em cobertura (0, 100, 200, 300 mg dm-3). AP: altura de plantas; DC: diâmetro de caule; FSR: fitomassa seca radicular; FSPA: fitomassa seca da parte aérea; FSR: fitomassa seca radicular; IQD: Índice de qualidade de Dickson. O uso de doses de nitrogênio culminou incrementou todas as variáveis avaliadas nesse estudo (Figura 3), principalmente a dose de 200 mg dm-3 de N. O nitrogênio é um nutriente muito exigido pelas plantas, portanto, efeitos significativos são esperados para a aplicação de doses de nitrogênio em mudas de canafístula. Incrementos no crescimento de plantas em função da aplicação de N são esperados, tendo em vista que o nutriente apresenta papel fundamental no crescimento vegetativo. Efeitos positivos da adubação nitrogenada sobre a produção de mudas de canafístula foram verificados por Cruz et al. (2012). - 93 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII CONCLUSÕES O uso de calagem e da aplicação de 200 mg dm-3 de N e PK fornecida em mudas de canafístula promovem incremento nas características morfológicas e no índice de qualidade de Dickson. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Carvalho PER (2003). Espécies arbóreas brasileiras. Colombo: Embrapa Florestas. 1039p. Cruz CAFHN de et al. (2012). Produção de mudas de canafístula cultivadas em Latossolo vermelho amarelo álico em resposta a macronutrientes. Cerne, 18: 87-98. Dickson A et al. (1960). Quality appraisal of white spruce and white pine seedling stock in nurseries. Forest Chronicle, 36: 10-13. Embrapa - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (2009). Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. Brasília: Embrapa Solos. Lorenzi H (2008). Arvores Brasileiras: Manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas nativas do Brasil. Nova Odessa: Instituto Plantarium. 368p. Haridasan M (2008). 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Revista Engenharia na Agricultura, 26: 258-268. - 94 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Capítulo VIII Efeito residual de pó de metabalsato no milho safra Recebido em: 16/11/2021 Aceito em: 25/11/2021 10.46420/9786581460167cap8 Alan Mario Zuffo1* INTRODUÇÃO O milho (Zea mays L.) é o terceiro cereal mais cultivado no mundo, com aproximadamente 191 milhões de hectares (FAO, 2019). Este cereal é dependente de uma boa nutrição do solo para que alcance os altos tetos produtivos, que geralmente é realizada por meio de adubação química. Como alternativa tem sido estudado a rochagem (rock for crops), que se configura como a incorporação das rochas moídas no solo (Santos et al., 2016), para promover melhorias nas características químicas do solo. Há diversas rochas disponíveis para o emprego na agricultura, entre elas está o pó de metabasalto. Segundo Hartmann (2010) o pó de metabasalto, oriundo do rejeito da mineração de ametistas, podem ser vistos como alternativas a serem testadas, pois os mesmos contêm argilominerais de alta reatividade. O pó de metabasalto tem elevados teores de cálcio, magnésio, fosforo e potássio; e, que esses resíduos podem contribuir com a adubação dos solos (Santos et al., 2016). O uso de pó de metabasalto pode ser uma alternativa ou complementação ao uso de fertilizantes solúveis e como opção na recuperação de solos degradados e permitir que os agricultores mantenham um solo saudável e produtivo para as culturas sem degradar o agroecossistema. Portanto, o objetivo com o presente trabalho foi avaliar as características produtivas do milho safra em função do efeito residual de doses de pó de metabasalto aplicado no solo. MATERIAL E MÉTODOS Localização e caracterização da área experimental O experimento foi realizado em área experimental na Universidade Federal do Mato Grosso do Sul – UFMS, Chapadão do Sul, MS (18°46'17,9 de latitude Sul; 52°37'25,0" de longitude Oeste e altitude média de 810 m), na safra 2019/2020. O clima da região, segundo classificação de Köppen, é do tipo tropical chuvoso (Aw), com verão chuvoso e inverno seco, com precipitação, temperatura média e 1 * Editor chefe da Pantanal Editora. Autor correspondente: alan_zuffo@hotmail.com - 95 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII umidade relativa anual de 1.261 mm, 23,97 °C, 64,23%, respectivamente. Os dados de precipitação durante a condução dos experimentos são mostrados na figura 1. Temperatura média 100 80 Umidade relativa colheita 800 700 semeadura aplicação de N 600 500 60 400 40 300 Precipitação (mm) Temperatura média (oC) - Umidade relativa (%) Precipitação 200 20 100 0 0 outubro novembro dezembro janeiro 2019 fevereiro 2020 Figura 3. Médias mensais da temperatura, umidade relativa do ar e, o acúmulo da precipitação pluvial, ocorridas em Chapadão do Sul-MS na safra 2019/20, durante o ciclo do milho. Fonte: Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). O solo da área experimental foi um Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa. Antes de iniciar o experimento (ano 2018), o solo foi amostrado na camada 0-0,20 m e as principais propriedades químicas são apresentadas na tabela 1. Tabela 1. Principais propriedades químicas do solo utilizado no experimento. pH MO PMehlich-1 CaCl2 g dm–3 mg dm–3 4,3 22,8 12,8 H+Al Al3+ Ca2+ Mg2+ K+ CTC --------------------- cmolc dm–3 ----------------------5,7 0,37 2,20 0,40 0,27 8,6 V % 33,5 MO: Matéria orgânica. CTC: Capacidade de troca de cations à pH 7,0. V: Saturação de bases. A correção da acidez do solo foi realizada com a aplicação superficial de calcário (CaO: 29%; MgO: 20%; PRNT: 90,1%; PN: 101,5%), visando elevar a saturação por base dos solos à 60%. A calagem foi realizada 60 dias antes da implantação do experimento. Utilizou-se o método de saturação por bases para cálculo da dose de calcário, para elevar a saturação para 50%, seguindo as recomendações de Sousa e - 96 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Lobato (2004), dessa forma foi aplicado 0,4 t ha-1, deste calcário, considerando a correção da reatividade (PRNT). Na safra 2018/2019 foi cultivado soja na área experimental. A adubação de base foi constituída de 150 kg ha-1 de P2O5, cuja fonte foi o de MAP (11% de N-amoniacal e 52% de P2O5). A adubação de cobertura foi 100 kg ha-1 de K2O, cuja a fonte foi o cloreto de potássio aos 40 dias após a emergência (DAE). Aos 40 DAE realizou-se a aplicação de adubação foliar dos produtos Actilase ZM (Zn 50,22 g L1 ; S 41,65 g L-1; Mn 30,01 g L-1) e Racine (Mo 108,75 g L-1; Co 10,88 g L-1; Carbono total 123,25 g L-1) nas doses de 1 L ha-1 e 120 mL por ha-1, respectivamente. Após a colheita da soja, foi semeado á lanço Urochloa ruziziensis com aproximadamente 320 pontos de valor cultural (VC) por hectare (5 kg ha‑1 de sementes puras viáveis com VC de 64%). Delineamento experimental e tratamentos O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro doses de pó de metabasalto (0, 3, 6 e 9 t ha-1), cuja fonte é resíduo de uma mineradora de pedra ametista no Rio Grande do Sul e seis repetições. Para compor essas doses utilizou-se a mistura de granulado grosso e fino na proporção 3:1 e foi aplicado superficialmente um dia antes da semeadura do experimento. As principais propriedades químicas são apresentadas na tabela 2. Tabela 2. Principais propriedades químicas do pó-de-ametista utilizado no experimento. Elementos químicos Silício (SiO2) Alumínio (Al2O3) Ferro (Fe2O3) Cálcio (CaO) Titânio (TiO2) Magnésio (MgO) Pótassio (K2O) Fósforo (P2O5) Manganês (MnO) % 48,80 14,64 16,85 8,48 3,64 4,28 2,10 0,74 0,23 A aplicação do pó de ametista foi realizada no ano de 2018. Cada unidade experimental foi constituída de 4 linhas de 3 m de comprimento com 1,80 m de largura, sendo que, para as avaliações foram desconsideradas as duas linhas laterais e, 0,50 m em cada extremidade. - 97 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Implantação e Condução do experimento A cultura do milho foi semeada no dia 18 de outubro de 2019 mecanicamente por meio de semeadora‑adubadora, com mecanismo sulcador tipo haste (facão), para SPD, a uma profundidade de aproximadamente 3 cm, com espaçamento de 0,45 cm e 3,4 sementes por metro, para atingir estande final de 70.000 a 75.000 plantas por hectare. A cultivar de milho utilizada foi a FS 450 PW (híbrido simples e super-precoce). A adubação de base foi constituída de 230 kg ha-1 de MAP (11% de N-amoniacal e 52% de P2O5. As sementes de milho foram tratadas com 70 g de i.a. ha–1 de ciantraniliprole + 70 g de i.a. ha–1 + 0,6; 4,5 e 0,75 g de i.a. ha–1 de metalaxil-M + tiabendazol + fludioxonil, respectivamente. Aos 30 DAE realizou-se a aplicação em cobertura de 200 kg ha-1 de N, cuja fonte foi a ureia (45% de N). Aos 40 DAE realizou-se a aplicação de adubação foliar dos produtos Actilase ZM (Zn 50,22 g L-1; S 41,65 g L-1; Mn 30,01 g L-1) na dose de 1 L ha-1. O controle de plantas daninhas em pós-emergência os herbicidas Atrazina e Tembotriona, nas doses de 2 L ha-1 (1.500 g ha–1 i.a) e 240 mL ha-1 (101 g ha–1 i.a), respectivamente. No período anterior ao florescimento, procedeu-se à aplicação do fungicida Epoxiconazole + Pyraclostrobin na dose de 99,7 + 87,5 g de i.a. ha–1 associado aos inseticidas Metomil e Imidacloprido + Thiodicarb, na dose de 12,9 e 45 + 135 g de i.a. ha–1. Mensuração das avaliações Na fase de maturidade fisiológica, foi realizado a colheita manual do milho e a debulha mecânica com auxílio da ceifeira-debulhadora de parcelas wintersteiger classic®, para avaliação dos componentes da produção (área útil da parcela). Determinou-se posteriormente o número de grãos por fileiras. Em seguida, determinou-se a massa de mil grãos (g) - de acordo com a metodologia descrita em Brasil (2009) e a produtividade de grãos (kg ha-1) - padronizada para umidade dos grãos de 13%. Análises estatísticas Os dados experimentais foram submetidos a análise de variáveis canônicas para estudar a interrelação entre as variáveis de efeito residual do metabasalto (ametista) e os componentes de produção (número de grãos por linha, massa de mil grãos e rendimento de grãos), utilizando o software Rbio versão 140 para Windows (Rbio Software, UFV, Viçosa, MG, BRA). RESULTADOS E DISCUSSÃO A análise de variáveis canônicas foi utilizada para verificar a contribuição de cada variável no efeito residual das doses de pó metabasalto (Figura 2). Para que os escores sejam representados em um gráfico bidimensional, o percentual de variância retido deve ser superior a 80% (Mingoti, 2005). Neste estudo, as - 98 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII variâncias acumuladas nas duas principais variáveis canônicas foram de 74,4 e 97,1%, respectivamente, para cada gráfico (Figura 2), permitindo uma interpretação precisa. Figura 2. Variáveis canônicas entre os componentes de produção (número de grãos por fileira - NGF, massa de mil grãos - MMG e produtividade de grãos - PROD) milho safra cultivada sob efeito residual de doses de pó de metabasalto (0, 3, 6 e 9 t ha-1) durante a safra de 2019/2020. Chapadão do Sul, MS, Brasil. Os ângulos (entre os vetores) menores que 90 ° indicam uma correlação positiva entre os componentes de produção (número de grãos por fileira, massa de mil grãos e produtividade de grãos) do milho e a dose residual de 6 t ha-1 de pó de metabasalto. Assim, quanto maior o número de grãos por fileira e massa de mil grãos, maior é a produção dos grãos do milho. Pode-se observar também que a dose residual de 3 t ha-1 de pó de metabasalto também associa a variável massa de mil grãos. Esses resultados são diferentes ao obtidos por Aguilera et al. (2020), os quais observaram que a aplicação de pó de basalto não influenciou os componentes de produção de milho safrinha, independentemente da dose empregada. O efeito benéfico da aplicação de pó de metabasalto nos componentes de produção do milho pode estar atribuída ao fato da liberação dos nutrientes químicos que constituem o material (Tabela 2). Pois, o pó de metabasalto apresentar mais de 48% de silício, além de magnésio, potássio e fósforo nas proporções de 4,28%, 0,74% e 0,23%, respectivamente; esses elementos podem ter sido disponibilizados para planta e, consequentemente proporcionaram aumento na produtividade de grãos de milho. Segundo Duarte (2010) após a adição de pó-de-rocha ao solo, o intemperismo químico irá decompor lentamente, podendo liberar de forma gradual os elementos químicos. - 99 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII CONCLUSÕES A aplicação de pó de metabasalto resultou em aumento nos componentes de produção (número de grãos por fileira, na massa de mil grãos e na produtividade dos grãos) do milho do milho safra. Sendo que, a dose residual de 6 t ha–1 de pó de metabasalto culminou em maior produtividade de grãos do milho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Aguilera JG et al. (2020). Componentes de produção do milho safrinha não são influenciados por doses de pó de basalto após dois anos de aplicado. In: Zuffo AM; Aguilera JG (org). Agronomia: avanços e perspectivas. Nova Xavantina: Pantanal editora. 91-100p. BRASIL (2009). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes. Brasília: MAPA/ACS. 399p. Duarte WM (2010). Potencial das rochas flogopitito, granito e sienito na disponibilização de pótassio em solos. Departamento de Ciências dos Solos (Dissertação), Lages. 43p. Hartmann LA (2010). Geodos com ametistas formados por água quente no tempo dos dinossauros. In: Hartmann LA. Geologia da riqueza do Rio Grande do Sul em geodos de Ametista e Ágata. 1. ed., Porto Alegre: UFRGS. 15-26p. Mingoti AS (2005). Análise de dados através de métodos de estatística multivariada: Uma abordagem aplicada. 1. ed. Belo Horizonte: Editora UFMG. 295p. Santos EP DOS et al. (2016). Composição química e potencialidade do uso de resíduo de extração de pedra ametista como fertilizante agrícola. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 20(1): 515−523. Sousa DMG; Lobato E (2004). Cerrado: correção do solo e adubação. 2. ed. Brasília: Embrapa Informação Tecnológica. 416p. - 100 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Índice Remissivo C I canafístula, 92, 93, 94, 95, 96, 97 Cokrigagem, 80 conforto térmico, 59, 60, 61, 62, 71 Coriza, 17 índice de qualidade de Disckson, 94 índice de temperatura de globo e umidade, 62 K Krigagem, 79 D M Desertificação, 43, 44, 45, 46, 47, 48 metabasalto, 98, 100, 101, 102, 103 milho, 98, 99, 100, 101, 102, 103 E Efeitos mistos, 10 N G nitrogênio, 92, 95, 96 Geoestatística, 91 Geoprocessamento, 53 Gilbués, 43, 44, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 55 R rochagem, 98 - 101 - Pesquisas agrárias e ambientais - Volume VIII Sobre os organizadores Alan Mario Zuffo Engenheiro Agrônomo, graduado em Agronomia (2010) na Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT). Mestre (2013) em Agronomia Fitotecnia (Produção Vegetal) na Universidade Federal do Piauí (UFPI). Doutor (2016) em Agronomia - Fitotecnia (Produção Vegetal) na Universidade Federal de Lavras (UFLA). Pós - Doutorado (2018) em Agronomia na Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS). Atualmente, possui 158 artigos publicados/aceitos em revistas nacionais e internacionais, 126 resumos simples/expandidos, 63 organizações de e-books, 39 capítulos de e-books. É editor chefe da Pantanal editora e revisor de 18 revistas nacionais e internacionais. Contato: alan_zuffo@hotmail.com. Jorge González Aguilera Engenheiro Agrônomo, graduado em Agronomia (1996) na Universidad de Granma (UG), Bayamo, Cuba. Especialista em Biotecnologia (2002) pela Universidad de Oriente (UO), Santiago de Cuba, Cuba. Mestre (2007) em Fitotecnia na Universidade Federal do Viçosa (UFV), Minas Gerais, Brasil. Doutor (2011) em Genética e Melhoramento de Plantas na Universidade Federal do Viçosa (UFV), Minas Gerais, Brasil. Pós - Doutorado (2016) em Genética e Melhoramento de Plantas na EMBRAPA Trigo, Rio Grande do Sul, Brasil. Professor Visitante na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) no campus Chapadão do Sul (CPCS), MS, Brasil. Atualmente, possui 67 artigos publicados/aceitos em revistas nacionais e internacionais, 29 resumos simples/expandidos, 44 organizações de e-books, 32 capítulos de e-books. É editor da Pantanal Editora e da Revista Agrária Acadêmica, e revisor de 19 revistas nacionais e internacionais. Contato: j51173@yahoo.com, jorge.aguilera@ufms.br. - 102 - Pantanal Editora Rua Abaete, 83, Sala B, Centro. CEP: 78690-000 Nova Xavantina – Mato Grosso – Brasil Telefone (66) 99682-4165 (Whatsapp) https://www.editorapantanal.com.br contato@editorapantanal.com.br