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Scientia Agricola

On-line version ISSN 1678-992X

Sci. agric. vol.56 n.1 Piracicaba  1999

https://doi.org/10.1590/S0103-90161999000100013 

ALTERNATIVAS DE APLICAÇÃO DO "DRIS" À CULTURA DE CAFÉ CONILON (Coffea canephora Pierre)

 

Paulo Guilherme Salvador Wadt1,*; Roberto Ferreira de Novais2; Victor Hugo Alvarez Venegas2; Scheilla Maria Bragança3
1META AGROFLORESTAL., C.P. 224, CEP: 13730-000 - Mococa, SP.
2Depto. de Solos-UFV, C.P. 357, CEP 36571-000 - Viçosa, MG.
3CPDN/EMCAPA, C.P. 62, CEP: 29900-970 - Linhares, ES.
*e-mail: pgswadt@dglnet.com.br

 

 

RESUMO: O sistema integrado de diagnose e recomendação (DRIS) tem sido indicado como alternativa para a avaliação nutricional das plantas, em relação ao método tradicional de interpretação da concentração dos teores foliares pelo critério do nível crítico. Esse trabalho objetivou avaliar a aplicação de diferentes métodos do DRIS (de Jones, de Elwali & Gascho e de Rathfon & Burger) em dados oriundos de lavouras comerciais cafeeiras, do estado do Espírito Santo, nos anos agrícolas de 1986/87, 1987/88 e 1988/89. Adicionalmente, avaliou-se a validade da adoção do teste F na seleção das relações para o cálculo desses índices. A adoção do teste F mostrou-se promissora, pois melhorou a capacidade do DRIS em discriminar as lavouras nutricionalmente balanceadas daquelas desbalanceadas. Quanto as diferentes fórmulas de cálculo dos índices DRIS, embora tenha havido diferenças elas, os diagnósticos tenderam a ser consistentes entre si, com pouca dependência quanto ao tipo de fórmula utilizada. Os resultados sugeriram, ainda, que o manejo da adubação nitrogenada foi adequado, pois observou-se que a maioria das lavouras não apresentaram deficiência de N; enquanto que, para P, Ca, B e K houve indicações de que esses nutrientes poderiam estar ocorrendo com maior número de casos como limitantes da produtividade cafeeira no estado do Espírito Santo.
Palavras-chave: Coffea canephora, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, boro, ferro, adubação, DRIS

 

"DRIS" APPLICATION ALTERNATIVES FOR THE COFFEE (Coffea canephora PIERRE) CROP

ABSTRACT: The Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) has been indicated as an alternative method for the evaluation of the nutritional status of plants, in substitution to the traditional criterium of interpretation of the critical levels of nutrients. In this study, it was tested the application of different DRIS methods (Jones, Elwali & Gascho, and Rathfon & Burger) in coffee crop data, grown in the Espírito Santo state, for three seasonal years. The calculation of the DRIS indices and the use of the F-test for the selection of the ratios between nutrients were tested during the diagnosis. The use of the F-test was shown to be a potential alternative, since it improves the capacity of discriminating nutritionally balanced plantations from the unbalanced. Even though there were differences among the DRIS indices, the diagnoses was consistent and adequate to differentiate crops according to their nutritional status. Additionally, the results suggest that the use of nitrogen fertilizers was adequate, since no nitrogen deficiency was detected. However, for P, Ca, B, and K, there were indications that their levels could be limiting the productivity of coffee.
Key words: Coffea canephora, nitrogen, phosphorous, potassium, nutrients, coffee plantations, DRIS

 

 

INTRODUÇÃO

O sistema integrado de diagnose e recomendação (DRIS) foi desenvolvido como uma ferramenta de diagnóstico nutricional a partir de trabalhos com seringueiras (Hevea brasiliensis), nas décadas de 50 e 60 (Beaufils, 1973), e sua aplicação em larga escala tem sido feita nas espécies agrícolas, principalmente, nos cereais e nas oleaginosas.

Em hipótese, o DRIS consiste de um sistema de análise que, por considerar o equilíbrio entre os nutrientes no processo de diagnóstico nutricional, seria menos afetado por efeitos de diluição e de concentração. Em razão disto, as normas DRIS teriam maior independência das condições locais que os padrões gerados por curvas de calibração.

O DRIS apresenta como vantagem a possibilidade de identificar a ordem de limitação nutricional (Bataglia et al., 1992), permitindo agrupar os nutrientes desde o mais limitante por deficiência até aquele que está em níveis excessivos. Facilmente identifica-se a necessidade de um nutriente que não está sendo utilizado na prática ou o está sendo em níveis infra-ótimos (o mais limitante), como também os nutrientes que estejam em excesso.

A interpretação do DRIS é baseada na obtenção de índices estudentizados para cada nutriente, obtidos estes de funções das relações (quocientes) entre os teores dos nutrientes. Índices DRIS positivos indicam excesso e índices DRIS negativos indicam deficiência, enquanto que índices DRIS iguais a, ou próximos a zero, indicam equilíbrio nutricional. No Brasil, trabalhos recentes com DRIS têm incluído todas as relações possíveis entre os nutrientes no cálculo dos índices (Bataglia & Santos, 1990; Leite, 1993). Todavia, alguns autores recomendam a inclusão apenas daquelas relações cujo teste F indique diferenças significativas entre a variância das relações para a razão entre a sub-população de baixa produtividade e a população de referência (Beaufils, 1973; Elwali & Gascho, 1984).

Diversas alternativas foram sugeridas no cálculo dos índices DRIS. Elwali & Gascho (1984) sugeriram que as funções cujos valores das relações entre os nutrientes estejam dentro do limite estabelecido pelo intervalo dado por ± 1 desvio-padrão da média da relação na população de referência, tenham seus valores anulados. Rathfon & Burger (1991) propuseram a adoção do conceito de faixa de valores suficientes, em que os valores extremos de cada relação na população de referência são tomados como adequados e, consequentemente, somente as funções cujas relações ultrapassem esses valores tenham seus valores determinados e utilizados no cálculo do índice DRIS.

Neste trabalho, avaliou-se o efeito do uso de diferentes métodos do DRIS (métodos de Jones, 1981; Elwali & Gascho,1984; Rathfon & Burger, 1991) e o efeito do critério da seleção das relações no cálculo dos índices DRIS, por meio do teste F, na avaliação nutricional de lavouras comerciais de café conilon (Bragança & Alvarez, 1990).

 

MATERIAL E MÉTODOS

Tomou-se um conjunto de dados constituído pelas informações da composição mineral das folhas de lavouras comerciais de cafeeiros e da produtividade destas, em cada ano agrícola, e que denominou-se por população base. Em cada ano agrícola, independentemente, as lavouras foram divididas em três classes de produtividade, e denominadas por subpopulação de baixa, de média e de alta produtividade, esta última, também denominada por população de referência.

A subpopulação de média produtividade foi definida pelo conjunto de lavouras, em cada ano agrícola, cuja produtividade foi igual a média ± 1 desvio padrão da produtividade da população base. As demais foram constituídas pelas lavouras que ficaram abaixo ou acima deste limite, respectivamente, para as subpopulações de baixa e de alta produtividade. Portanto, lavouras que apresentaram grandes diferenças de produtividade entre dois anos consecutivos foram ser classificadas, num dos anos como sendo de baixa produtividade e no outro ano como sendo de alta produtividade.

Evitou-se, propositadamente, tomar uma lavoura de baixa produtividade num dado ano, como sendo de alta ou média produtividade média em função de altas produtividades obtidas em anos agrícolas anteriores ou subsequentes, para evitar perdas de informação da variabilidade nutricional nas lavouras de baixa produtividade corrente. Esta perda de variabilidade poderia refletir-se de forma inadequada tanto na seleção das relações pelo teste F como no valor dos índices DRIS, distorcendo o diagnóstico nutricional.

As fórmulas DRIS foram tidas como sendo as equações matemáticas utilizadas no cálculo das funções entre dois nutrientes, enquanto que método foi tido como sendo o conjunto de fórmula e procedimentos de cálculos usados na determinação dos índices, incluindo-se, neste caso, o critério da adoção ou não do teste F na seleção das relações.

Os dados utilizados neste trabalho foram compilados de Bragança & Alvarez (1990), oriundos de levantamento nutricional de lavouras comercias de café conilon (Coffea canephora Pierre), cuja produtividade foi tomada em sacas de café beneficiado por ha.

Na avaliação do diagnóstico do DRIS, adotaram-se os seguintes métodos:

a) método J&EG (Jones, 1981; Elwali & Gascho,1984): No trabalho original de Elwali & Gascho (1984), os autores utilizam a fórmula de Beaufils (1973); neste trabalho, a fórmula de Jones (1981) está sendo utilizada no lugar da de Beaufils (1973). Quando D = 0, o método J&EG resume-se à fórmula de Jones (1981); quando D = 1, o método J&EG resume-se ao método de Elwali & Gascho (1984) e, quando 0 < D < 1, o método geral torna-se intermediário entre os de Jones (1981) e de Elwali & Gascho (1984).

se M £ (m - s.D) ou se M ³ (m + s.D):
f(X/Y) = [(M - m)/s]
se (m - s.D) < M < (m + s.D):
f(X/Y) = 0

onde:

M = valor da relação entre os nutrientes X e Y na lavoura ou planta em diagnose;
m = valor médio da relação entre os nutrientes X e Y na população de referência;
s = desvio padrão da relação X/Y na população de referência;
D = variável utilizada para a definição do número de desvio-padrão, e
f(X/Y) = expressão da função para a relação entre dois nutrientes quaisquer (X e Y).

b) método RB (Rathfon & Burger, 1991): Por este método, o cálculo das funções f(X/Y) foi feita de forma semelhante ao método J&EG quando a função f(X/Y) envolveu somente macronutrientes. Quando a função f(X/Y) incluiu pelo menos um micronutriente, o fórmula usada foi:

 

se M £ min ou M ³ max:
f(X/Y) = (M - m)/s
se min < M < max
f(X/Y) = 0

onde:

max = corresponde ao limite superior (valor máximo para a relação X/Y na população de referência);
min = corresponde ao limite inferior (valor mínimo para a relação X/Y na população de referência) e;
M, m, s e X/Y possuem os mesmos significados descritos anteriormente.

Em todas os métodos descritos, a forma direta de uma fórmula foi considerada aquela em que o nutriente em análise ocorreu no numerador da relação e a forma inversa aquela em que o nutriente em análise ocorreu no denominador da relação. Foram utilizados diferentes valores para D (0; 0,75; 1,0) nos dois procedimentos básicos (R&B e J&EG). Em ambos os métodos, o cálculo do índice DRIS de um nutriente qualquer (Ix) foi determinado pela seguinte equação:

Ix = [S f(X/Yi) - S f(Yj/X)]/n

em que,

X = nutriente em análise;
Yi e Yj = outros nutrientes que apareçam respectivamente, no denominador ou no numerador da relação, sendo i e j = 1, 2, 3,...z, e;
n = número de relações utilizadas no cálculo de cada índice DRIS.

O somatório, em módulo, dos índices DRIS de todos os nutrientes resultou no índice de balanço nutricional (IBN).

Na avaliação do uso do teste F sobre os valores do IBN, fez-se uso do método J&EG, adotando-se o valor 0,75 para a constante D. O nível de significância adotado para o teste F foi de 10%, a exceção sendo na simulação do efeito do teste F sobre os valores de IBN, quando o nível de significância adotado foi de 1% e 100%, este último valor significando que todas as relações possíveis entre dois nutrientes foram aproveitadas no cálculo dos índices DRIS.

Na avaliação estatística das frequências de ocorrência em que os nutrientes estavam presentes como os mais limitantes, por deficiência ou por excesso, fez-se uso do teste de qui-quadrado (Stevenson, 1981).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O uso do teste F para a seleção das relações X/Y não afetou a frequência em que os macro e os micronutrientes ocorreram como os mais limitantes, seja por excesso ou por deficiência, nas três subpopulações (TABELA 1).

 

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Entretanto, ao plotar-se os valores do IBN obtidos pela seleção das relações entre dois nutrientes pelo teste F a 1% (IBN 1%) contra os valores do IBN obtidos sem a seleção destas relações pelo teste F (IBN 100%) (Figura 1), notou-se uma alta correlação entre os valores de IBN obtidos pelos dois procedimentos.

 

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Figura 1 - Valores para o índice de balanço nutricional (IBN) obtidos quando se usou o limite de significância de 1% para o teste F (variável dependente) em relação aos valores de IBN obtidos com o uso do limite de significância de 100% para o teste F (variável dependente).

 

A declividade da reta entre IBN 1% e IBN 100% foi de, aproximadamente, 1,5, demostrando que o rigor da seleção das relações X/Y pelo teste F afetou a amplitude dos valores do IBN, que foram cerca de 50% superiores quando fez-se uso deste critério de seleção das relações, o que proporciona ao método DRIS melhor capacidade para discriminar as lavouras com desequilíbrio nutricional daquelas nutricionalmente equilibradas.

O número máximo de relações possíveis de serem usadas no cálculo dos índices DRIS foi 10. Entretanto, esse valor variou com o rigor do teste F: ao nível de significância de 10%, o número de relações selecionadas foi de 5 para Mg e de 10 para K, Fe, Mn e B (TABELA 2); enquanto que, para o nível de significância de 1%, o número de relações selecionadas foi de 3 para N e Zn a até 10 para Mn (TABELA 3). A maior amplitude dos valores de IBN com a seleção de relações com base em teste F mais rigoroso esteve estreitamente relacionada com o número de relações que foram incluídas no cálculo dos índices. A inclusão somente daquelas relações altamente significativas aumenta a amplitude dos valores dos índices DRIS por permitir no cálculo destes índices somente as relações com maior probabilidade de gerar maiores valores para as funções entre dois nutrientes.

 

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Contudo, se por um lado há vantagem em adotar-se níveis de significância mais rigorosos na seleção das relações pelo teste F, deve-se atentar para o fato de se trabalhar com números desiguais de relações (TABELAS 2 e 3). Nesta situação, a contribuição de uma dada relação no valor final do índice DRIS varia desproporcionalmente entre os diversos nutrientes. Por exemplo, com a relação N/Mn no cálculo dos índices de N e Mn ao nível de significância de 1%, onde no índice DRIS de N, a função f(N/Mn) foi ponderada por um fator de 3 e para o cálculo do índice DRIS de Mn, a mesma função f(N/Mn) foi ponderada por um fator de 10.

 

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Por outro lado, teoricamente, a utilização de todas as relações possíveis entre os nutrientes poderia conduzir a uma situação em que os valores dos desvios estimados para as funções dos índices DRIS seriam diluídas pela inclusão daquelas relações que apresentam grande probabilidade de gerar valores para estas funções próximos ou iguais a zero, induzindo à perda de capacidade do método em discriminar o estado nutricional das plantas, fazendo com que os valores dos índices calculados tendam sempre para a média geral da população.

Em vista dessas considerações, e embora não seja possível concluir sobre uma recomendação ideal, a seleção pelo teste F poderia ser feita até o limite de significância que não resultasse em grande desbalanço entre o número de relações X/Y selecionadas para o cálculo dos diversos índices DRIS.

A comparação entre os métodos J&EG e RB foi feita pela análise da frequência com que cada nutriente ocorreu como o mais limitante, por deficiência ou por excesso, conforme apresentado para os macronutrientes (TABELA 4) e micronutrientes (TABELA 5).

 

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Hipoteticamente, se a frequência com que cada nutriente ocorre como o mais limitante for totalmente ao acaso, em princípio, estas seriam independentes do estado nutricional das lavouras, e portanto, a frequência esperada para qualquer nutriente seriam todas iguais entre si. (Neste trabalho, está-se denominando de frequência por deficiência como sendo o número de casos em que um dado nutriente ocorreu como o mais limitante por deficiência e, de frequência por excesso como sendo o número de casos em que um dado nutriente ocorreu como o mais limitante por excesso, não indicando, entretanto, necessariamente, que os respectivos índices Dris sejam, em módulo, significativamente diferentes de zero.) Para as subpopulações de alta e de baixa produtividade, testou-se esta hipótese reunindo-se as frequências observadas para os macro e para os micronutrientes em duas únicas classes, em razão do baixo número de observações nas frequências de alguns nutrientes (como, por exemplo, N e Cu).

A avaliação estatística do teste de qui-quadrado, ao nível de significância de 0,5%, indicou que não se pode afirmar serem as frequências observadas, tanto por deficiência como por excesso, atribuídas ao acaso, nos diversos métodos testados.

Também, ao realizar-se a estratificação das lavouras em três subpopulações, assumiu-se, a priori, que a diferença de produtividade poderia ser decorrente de fatores nutricionais; e sendo esses fatores distintos dentro de cada subpopulação, hipoteticamente, a frequência por deficiência ou por excesso deveria variar entre estas. Para testar esta hipótese, comparou-se, dentro de cada método, a frequência observada para os nutrientes nas subpopulações de alta e de baixa produtividade em comparação com a frequência esperada, a qual assumiu-se ser a frequência observada na subpopulação de média produtividade.

A análise estatística mostrou, em todos os casos, que a frequência observada foi diferente da frequência esperada, sugerindo serem todos os métodos aptos em reconhecer as diferenças nutricionais entre as subpopulações classificadas com base no nível de produtividade das lavouras cafeeiras (TABELA 6).

 

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Embora não sendo possível concluir sobre o melhor método para o cálculo dos índices DRIS, visto que todas as alternativas testadas mostraram-se coerentes, deve-se alertar para a qualidade da informação, principalmente entre os métodos RB e J&EG (TABELA 7).

 

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A ordem em que cada nutriente ocorreu como o mais limitante o maior número de vezes diferiu entre as três classes de produtividade, em concordância com a análise estatística (TABELA 6), havendo, neste aspecto, menor concordância entre os diferentes métodos que dentro das variações de um mesmo método (TABELA 7).

Pelo método de Jones (1981), neste trabalho representado pela fórmula J&EG e fazendo-se D = 0, Fe, P e K foram os nutrientes que ocorreram em maior número de vezes como os mais limitantes, nas lavouras de baixa produtividade, nesta ordem (TABELA 7). Pelo método de Elwali & Gascho (1984), neste trabalho representado pela fórmula J&EG e fazendo-se D = 1,0, Ca foi apontado como o terceiro nutriente em importância, trocando de posição com o K em relação ao método de Jones (1981). Fazendo-se D = 0,75, com a fórmula J&EG, Fe que aparecia como o mais importante ficou em quarto lugar na ordem de importância, que foi dada por P > K > Ca. Dessa forma, à exceção do ocorrido com Fe, houve uma boa coerência entre os resultados na subpopulação de baixa produtividade, de onde concluí-se que a ordem de limitação nutricional foi maior para P, seguido por K e Ca.

Com o método RB, em suas duas variações testadas, a ordem de limitação foi sempre Ca > P, nas classes de média e de baixa produtividade, sendo que B foi o terceiro nutriente mais limitante na classe de média produtividade e K, o terceiro mais importante na classe de baixa produtividade.

A diferença mais marcante entre os métodos RB e o J&EG foi para Ca, que se apresentou mais limitante um maior número de vezes que P e K com o uso do método RB (TABELA 7).

A concordância entre as variações no método J&EG foi evidente na subpopulação de média produtividade, onde a ordem de importância com que os nutrientes ocorreram como mais limitantes foi sempre B > P > Ca >K, em todos os casos (TABELA 7). Além disto, independente do método, P e K apareceram, respectivamente, sempre em segundo e quarto lugares na ordem de importância de limitação para a subpopulação de média produtividade, havendo apenas a troca de posição entre Ca e B (TABELA 7).

Na subpopulação de alta produtividade, a ordem em que os nutrientes aparecem como os mais limitantes também mostrou um comportamento semelhante em relação aos métodos testados. Pelo método J&EG, Mn sempre se apresentou como o nutriente mais limitante, seguido ora pelo Ca, ora pelo B, e, ora pelo Mg (TABELA 7). Já pelo método RB foi o S apontado como o nutriente mais importante, acompanhado ou não pelo P (TABELA 7).

A análise estatística da frequência com que os nutrientes ocorreram como os mais limitantes corroborou esses resultados (TABELA 8). Não houve diferenças entre as variações do método J&EG ou entre as variações do método RB. Quanto à comparação entre o método RB e o J&EG, ambos com D = 0,75, observou-se diferenças significativas nas frequências observadas nas subpopulações de alta e de média produtividade, e não nas frequências observadas na subpopulação de baixa produtividade. Conclui-se que ao incluir-se os micronutrientes na análise do DRIS, deve-se dedicar atenção especial ao método adotado (J&EG ou RB).

 

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Com relação ao manejo das adubações, tendo em vista que N não ocorreu com alta frequência de limitação por deficiência em nenhum dos métodos testados, e em nenhuma classe de produtividade, pode-se concluir que o atual manejo da adubação nitrogenada foi adequado para atender a demanda do cafeeiro para este nutriente.

Para os demais nutrientes, maior atenção deve ser dada à adubação fosfatada e potássica, além do fornecimento de Ca e de B. Para Zn, não foram observados maiores problemas nutricionais, sendo que, Fe pareceu ser mais importante, nas condições das lavouras analisadas, do que Zn.

O ciclo sazonal (bienal) de produção do cafeeiro não interferiu na avaliação nutricional feita pelo DRIS, uma vez que a avaliação gráfica dos resultados de IBN mostram-se coerentes com o modelo esperado (Figura 2) (Sumner, 1977): a baixos valores de IBN a produtividade variou de baixa a alta, enquanto que a altos valores de IBN observou-se somente casos de baixa produtividade. Isso significa que lavouras potencialmente produtivas em ano de produção vegetativa, são refletidas nas lavouras nutricionalmente equilibradas (baixo IBN) e de baixa produtividade. Lavouras produtivas em ano de produção de grãos, são refletidas nas lavouras produtivas e com baixo IBN. Lavouras não produtivas, em ano de produção vegetativa ou de grãos, são refletidas nas lavouras de alto IBN (nutricionalmente desequilibradas).

 

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Figura 2 - Produtividade de 157 lavouras cafeeiras (sacas/ha) em função do índice de balanço nutricional (IBN).

 

CONCLUSÕES

- O uso do teste F para a seleção das relações entre os nutrientes aumentou a amplitude dos valores de IBN, melhorando a capacidade do DRIS em discriminar lavouras nutricionalmente balanceadas daquelas desbalanceadas.

- A inclusão do conceito de faixa de suficiência para micronutrientes, representado aqui de método RB, teve maior efeito no diagnóstico nutricional das lavouras que qualquer outra alternativa testada.

- O diagnóstico do estado nutricional das lavouras foi consistente entre os métodos utilizados e, de forma geral, nas lavouras de baixa produtividade, P e K e Ca foram os nutrientes mais limitantes, nesta ordem. Nas lavouras de média produtividade, P, B e Ca foram os mais importantes, enquanto que, nas lavouras de alta produtividade, Mn (pelo método J&EG) e S e P (pelo método RB) foram os nutrientes que se apresentaram em um maior número de casos como os mais limitantes.

- O manejo da adubação nitrogenada parece ter sido adequado, independemente da produtividade das lavouras, enquanto que a adubação fosfatada, potássica, cálcica e com B deveria ser revista na maioria das lavouras avaliadas.

- O DRIS pode ser adotado no diagnóstico nutricional de cafeeiros independentemente do ciclo sazonal de produção.

 

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Recebido para publicação em 10.07.97
Aceito para publicação em 07.07.98

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