Spatial variation and area definition of nutrient extraction by Marandu grass biomass

Abstract

ResumoO objetivo foi quantificar, descrever e identificar zonas de extração de nutrientes pela fitomassa da Brachiaria brazantha cv. Marandu em sistemas de integração floresta-pasto em região de transição Cerrado-Amazônia sobre Neossolo Quartzarênico Órtico típico, por meio de técnicas de geoestatística, de análise de componentes principais e da lógica de agrupamento não hierárquica de fuzzy k-médias. As avaliações foram realizadas em dois sistemas de integração floresta-pasto originários da associação de Brachiaria brizantha cv. Marandu e vegetação nativa raleada com 50% e 75% (IFP-I e IFP-II, respectivamente) de sombreamento e em pastagem de Brachiaria brizantha cv. Marandu em monocultivo. Para cada tratamento foi demarcada uma área de 4.000 m² (40 x 100 m) que continham 32 pontos de coleta dispostos em malha de 4 x 25 m. Em cada ponto previamente marcado nos tratamentos avaliados se estimou as taxas de alongamento de lâminas foliares, senescência foliar e de alongamento de colmo. Ao final de cada ciclo produtivo foram determinados nas lâminas foliares e no colmo os teores de nutrientes (N, P, K, Ca e Mg. A extração de nutrientes foi calculada em função das taxas de produção bruta de forragem, de acúmulo de forragem e de folhas. Zonas de extração de nutrientes minerais pela fitomassa da Brachiaria brizantha cv. Marandu são definidas utilizando-se técnicas de geoestatística, de análise de componentes principais e da lógica de agrupamento não hierárquica de fuzzy k-médias. Assim o uso desses procedimentos é viável na definição e delimitação de zonas homogêneas dentro e entre os sistemas de produção de gramínea estudados. Palavras-chave: Agropecuária de precisão, análise componentes principais, geoestatística, krigagem ordinária, lógica fuzzy k-médias, manejo da pastagem AbstractThe present study aimed to quantify, describe and identify areas of nutrient extraction by Brachiaria brizantha cv. Marandu biomass in integrated forest-pasture systems from a Cerrado-Amazon transition region with Typic Quartzipsamment soil by using geostatistical techniques, principal components analysis and non-hierarchical fuzzy k-means clustering. The evaluations were conducted in two integrated forest-pasture systems from an association with Brachiaria brizantha cv. vegetation thinned with 50% and 75% (integrated forest production-I (IFP-I) and IFP-II, respectively) shading and in Brachiaria brizantha cv. Marandu monoculture. For each treatment, an area of 4,000 m² (40 x 100 m) was demarcated containing 32 collection points arranged in a 4 x 25 m mesh. At each point, the rates of leaf elongation, senescence and stem elongation were estimated. At the end of each production cycle, the nutrient content (N, P, K, Ca and Mg) was determined in the leaf blades and stem. The nutrient uptake was calculated according to the rates of gross forage production, forage accumulation and leaf accumulation. The nutrient extraction zones of Brachiaria brizantha cv. Marandu biomass were defined using geostatistical techniques, principal components analy...