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Estatísticas dos resultados das análises de laboratório de solo

Statistical analysis of a soil testing laboratory results

Resumos

O presente trabalho teve como objetivos estudar as estatísticas dos valores analíticos das análises de solo realizadas no Laboratório de Análise de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (LAS/UFSM) durante o período de 1988 à 1993 e obter valores como limites críticos que possibilitem um controle de qualidade na emissão dos laudos das análises de solo. Foram utilizadas as 21380 amostras de solos, provenientes de 162 municípios do Rio Grande do Sul. As análises estatísticas/oram realizadas para os 29 municípios que enviaram mais de 150 amostras de solo. Uma evolução distinta dos valores do teor de argila, pH em água, índice SMP, fósforo, potássio, teor de matéria orgânica, alumínio trocável e cálcio + magnésio trocável foi obtida nos diferentes municípios em função do tempo. As estatísticas obtidas, para estas variáveis, podem ser usadas para caracterizar a fertilidade dos solos destes municípios. Os resultados são dispersos e, em geral, não seguem uma distribuição de probabilidades conhecida. Os limites críticos (inferior e superior) obtidos podem ser usados como parâmetros para o controle de qualidade nos laudos de análise de solo.

análise de solo; controle de qualidade; distribuição de probabilidades


The objectives of this research were to study the behaviour and evolution of soil testing results from 1988 to 1993 time period and to define the range for critical values to include in algorithms which may be used for soil testing reports. Results of 21380 soil samples analysis from Federal University of Santa Maria soil testing laboratory were used from 1988 to 1993 time period. The samples carne from 162 counties of Rio Grande do Sul state including 29 counties with more then 150 soil samples. The results for clay content, water pH, SMP Índex, P, K, organic matter and exchangeable Al and Ca+Mg for each county are dispersed and show unknown distribution probabilities. Higher and lower critical values were obteined to analyze quality control for routine soil testing labs.

soil analysis; quality control; distribution probabilities


ESTATÍSTICAS DOS RESULTADOS DAS ANÁLISES DE LABORATÓRIO DE SOLO1 1 Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor, apresentado ao Curso de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).

STATISTICAL ANALYSIS OF A SOIL TESTING LABORATORY RESULTS

Alberto Cargnelutti Filho2 1 Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor, apresentado ao Curso de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Lindolfo Storck3 1 Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor, apresentado ao Curso de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Hardi Rene Bartz4 1 Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor, apresentado ao Curso de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).

RESUMO

O presente trabalho teve como objetivos estudar as estatísticas dos valores analíticos das análises de solo realizadas no Laboratório de Análise de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (LAS/UFSM) durante o período de 1988 à 1993 e obter valores como limites críticos que possibilitem um controle de qualidade na emissão dos laudos das análises de solo. Foram utilizadas as 21380 amostras de solos, provenientes de 162 municípios do Rio Grande do Sul. As análises estatísticas/oram realizadas para os 29 municípios que enviaram mais de 150 amostras de solo. Uma evolução distinta dos valores do teor de argila, pH em água, índice SMP, fósforo, potássio, teor de matéria orgânica, alumínio trocável e cálcio + magnésio trocável foi obtida nos diferentes municípios em função do tempo. As estatísticas obtidas, para estas variáveis, podem ser usadas para caracterizar a fertilidade dos solos destes municípios. Os resultados são dispersos e, em geral, não seguem uma distribuição de probabilidades conhecida. Os limites críticos (inferior e superior) obtidos podem ser usados como parâmetros para o controle de qualidade nos laudos de análise de solo.

Palavras-chave: análise de solo, controle de qualidade, distribuição de probabilidades.

SUMMARY

The objectives of this research were to study the behaviour and evolution of soil testing results from 1988 to 1993 time period and to define the range for critical values to include in algorithms which may be used for soil testing reports. Results of 21380 soil samples analysis from Federal University of Santa Maria soil testing laboratory were used from 1988 to 1993 time period. The samples carne from 162 counties of Rio Grande do Sul state including 29 counties with more then 150 soil samples. The results for clay content, water pH, SMP Índex, P, K, organic matter and exchangeable Al and Ca+Mg for each county are dispersed and show unknown distribution probabilities. Higher and lower critical values were obteined to analyze quality control for routine soil testing labs.

Key words: soil analysis, quality control, distribution probabilities.

INTRODUÇÃO

A análise do solo é um instrumento básico para a determinação das necessidades de corretivos da acidez do solo e de fertilizantes para as culturas. Os resultados de análises de solo do Laboratório de Análises de Solo da Universidade Federal de Santa Maria (LAS/UFSM), bem como de outros laboratórios, são normalmente não usados como informação complementar para um controle de qualidade na emissão dos laudos de análises de solo, e nem, para uma avaliação da realidade do grau da fertilidade dos solos. Desta forma, se desconhece a possibilidade de incorrer em erros na emissão do laudo de análise do solo. Erros estes que podem levar a recomendações inadequadas de corretivos da acidez do solo e de fertilizantes, causando prejuízos ao produtor e a sua propriedade.

Apesar de existir um controle de qualidade, a nível de laboratórios, coordenado pela Rede Oficial de Laboratórios de Análises de Solo (COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO-RS/SC, 1989), acredita-se que a utilização dos resultados das análises obtidas, num período de tempo, poderá ser útil para melhorar o controle da qualidade e obter informações gerais sobre a situação da fertilidade dos solos da região abrangida pelo laboratório.

Pressupondo-se que os resultados seguem uma distribuição de probabilidade conhecida pode-se estabelecer limites (X1 e X2) críticos com probabilidade conhecidas. Isto é, a probabilidade de um valor analítico ser menor que X1 ou maior do que X2 pode ser estabelecido para um controle de qualidade na emissão dos laudos de análise. Assim, o objetivo deste trabalho é o de analisar os valores analíticos obtidos nas análises de solo realizadas no LAS/UFSM, durante o período de 1988 à 1993, com a finalidade de estudar as estatísticas destes valores e obter valores críticos que possibilitem um controle de qualidade na emissão dos laudos das análises de solo.

MATERIAIS E MÉTODOS

Para o estudo foram utilizados 21380 amostras de solos, provenientes de 162 municípios do Rio Grande do Sul (RS), analisadas no Laboratório de Análise de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (LAS/UFSM) no período de 1988 à 1993. Os valores analíticos das amostras de solo foram registrados quanto ao ano; município; classe de solo; argila; pH em água; índice SMP; fósforo; potássio; matéria orgânica; alumínio trocável; e, cálcio+magnésio trocável. Considerando que vários municípios apresentavam quantidades menores de amostras, aqueles com menos de 150 amostras de solo foram desconsiderados no estudo devido à pouca representatividade da área total destes municípios e a baixa participação no total das análises realizadas.

Os resultados foram submetidos a análise de variância usando como causas de variação: ano;município; e, interação ano município. Foi procedido o agrupamento (MORRISON, 1978; MARDIA et al, 1979) dos municípios em função das médias das oito variáveis, usando o algorítimo não hierárquico método convergente, módulo Clustem do software Saeg (GOMES et. al, 1990).

Para cada um dos municípios e para cada variável foram calculadas as estatísticas básicas e os coeficientes de correlação entre as médias dos valores analíticos e anos, por município. Foram testadas as aderências às distribuições normal e gama pelo teste de Lilliefors e Kolmogorov-Smimov (CAMPOS, 1983), respectivamente. Todas as variáveis, tiveram seus limites críticos (inferior e superior) determinados pelos respectivos percentuais de 5% e 95%.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Dos 162 municípios do RS com resultados de análise no LAS, apenas 29 tiveram mais de 150 amostras, totalizando 18411 amostras de solo. Os demais 133 municípios, desconsiderados no presente estudo, representaram apenas 13,9% do total das amostras de solo analisadas no período de 1988 à 1993. Por outro lado, o LAS/UFSM analisou 3783 amostras de solo provenientes, apenas, do município de Santa Maria, ou seja 17,7% do total analisado (Tabela 1). O segundo município, em número de amostras de solo, foi Cachoeira do Sul com 1483 amostras, seguidos dos municípios de Júlio de Castilhos (1253), São Sepé (1045) e São Pedro do Sul (927). Estes municípios são situados geograficamente mais próximos ao município de Santa Maria, ficando, assim, com um número de amostras bem representativo da área total do município. Já, para vários municípios o número de amostras de solo enviadas foi menor porque os agricultores enviam suas amostras, também, para outros laboratórios conforme constatação de DRESCHER (1991). No entanto, como estes resultados não pertencem ao quadro dos clientes do LAS/UFSM, estes não são importantes para o controle de qualidade dos LAS/UFSM. Deve-se ter cautela na extrapolação dos resultados para toda a área geográfica de um município, com objetivos de planejamento agrícola, pois os resultados são válidos para aquela fração de produtores que habitualmente enviam amostras ao LAS/UFSM.

O resultado da análise da variância demonstrou interação significativa entre municípios e ano para todas as variáveis, isto é, o comportamento dos valores das análises de solo, no período de 1988 à 1993, não foi a mesmo nos diferentes municípios. Assim, o estudo do comportamento dos resultados, por município, em função dos anos é adequado. No entanto, dado que os 29 municípios se situam numa região próximo ao LAS/UFSM, este poderiam ser agru pados visando, com isto, facilitar o estudo da evolução dos resultados em função dos anos bem como o do controle da qualidade. Os resultados deste agrupamento, em alguns casos, foi geográficamente incoerente com a do mapeamento de solos do Rio Grande do Sul (BRASIL, 1973). Em função desta incoerência e do número de municípios não ser muito grande a metodologia do agrupamento foi considerada inadequada.

As estimativas dos coeficientes de correlação das médias dos valores analíticos com anos, para cada município, são mostrados na Tabela 2. Observa-se que, devido ao pequeno número (4) de graus de liberdade das estimativas, há poucos coeficientes de correlação linear significativos. No entanto, os coeficientes, quando significativos, indicam uma linearidade bem consistente ao longo do tempo estudado. Oito municípios demonstraram uma tendência linear decrescente em relação ao tempo para o teor de argila. Treze municípios apresentaram elevação significativa do pH no período, indicando um crescimento do uso de calcário nestas propriedades. O índice SMP e o teor de fósforo não tiveram coeficiente de correlação significativo em nenhum município, mostrando que os mesmos tiveram um comportamento regular no período dos seis anos estudados. O teor de matéria orgânica mostra uma tendência de aumento, destacando-se Santa Maria, Santiago e Palmeira das Missões com coeficientes de correlação significativos.

Entre os 29 municípios que enviaram amostras de solo ao LAS/UFSM, observa-se (Tabela 1) uma grande amplitude de variação do teor de argila, variando de 17% nos solos do municípios de São Vicente do Sul, Rosário do Sul e Faxinal do Soturno à 54% nos solos do município de Palmeira das Missões. O teor de argila nos solos de 19 municípios possui média entre 11 e 25% situado na classe de solo 4 (COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO - RS/SC, 1989), 9 entre 26 e 40% (classe de solo 3), e apenas l entre 41 e 55% de argila (classe de solo 2 - Tabela 2). O pH em água e índice SMP nos solos de todos os municípios mantiveram-se em tomo da média dos 29 municípios que foi respectivamente 5,2 e 6,0. Com relação ao potássio, os resultados das amostras de solo oriundas do município de Cacequi são as mais deficientes, com média de 40mg/L, o que não acontece com os solos do município de Santa Cruz do Sul, com altos teores nesse elemento (267mg/L), talvez pelofato de utilizar-se maiores quantidades de potássio na adubação da cultura do fumo dessa região. Os solos do município de Faxinal do Soturno, são os mais pobres em matéria orgânica com apenas 2,1% e os solos do município de Bagé são os mais ricos com 4,2%. Os solos do município de Uruguaiana são os que possuem maiores teores de cálcio mais magnésio trocável (16,59 cmolc/L) e menores de alumínio trocável (0,15 cmolc/L) e os mais pobres em cálcio mais magnésio trocável são os solos do município de São Francisco de Assis (5,08 cmolc/L).

Verificou-se que, a maioria das variáveis dos 29 municípios não seguem a distribuição normal e/ou gama. Em alguns casos, parece haver duas ou mais classes modais, indicando a interferênciade de outras variáveis classifícatórias como, por exemplo, a classe do solo, culturas praticadas, manejo do solo e outras informações não disponíveis nos laudos de análise de solo do LAS/UFSM. O valor observado que delimita os 5% dos valores menores e os 5% dos valores maiores foram designados como limites críticos, inferior e superior ao nível de 5% em cada extremo (Tabela 3). Estes limites críticos, para as 8 variáveis estudadas, nos diferentes municípios podem ser usados pelo LAS/UFSM, para um controle de qualidade na emissão dos laudos de análise de solo. Valores que se situarem fora dos limites inferiores e superiores, devem ser reconsiderados, pois poderão estar ocorrendo possíveis erros, como de coleta da amostra, troca de amostra, análise da amostra, erro de leitura e/ou digitação, errodo método, entre outros possíveis, que poderão ser identificados.

CONCLUSÕES

Os resultados das análises de solo para as variáveis: teor de argila; pH em água; índice SMP; fósforo; potássio; teor de matéria orgânica; alumínio trocável; e, cálcio+magnésio trocável, de cada município, não seguem as distribuições de probabilidades normal e gama; o agrupamento de municípios em função dos resultados nos laudos de análise de solo, em alguns casos é incoerente com à do mapeamento de solos do Rio Grande do Sul; e, os limites críticos (inferior e superior), por município, podem ser usados pelo LAS/UFSM, para o controle de qualidade na emissão dos laudos de análise de solo, dos agricultores que enviam amostras de solo ao LAS/UFSM.

2 Engenheiro Agrônomo, acadêmico do Curso de Pós-graduação em Agronomia, CCR, UFSM. Bolsista do CNPq.

3 Engenheiro Agrônomo, Dr., Professor Titular, Departamento de Fitotecnia, UFSM, 97119-900 Santa Maria, RS. Bolsista do CNPq. Autor para correspondência.

4 Engenheiro Agrônomo, MsC., Professor Adjunto, Departamento de Solos, UFSM, 97119-900 - Santa Maria, RS.

Recebido para publicação em 29.11.95. Aprovado em 22.05.96.

  • BRASIL, Ministério da Agricultura. Divisão de Pesquisa Pedológica - DNPEA. Levantamento de reconhecimento dos solos do Estado do Rio Grande do Sul. Recife, 1973. 431 p. (Boletim Técnico, 30).
  • CAMPOS, H. de. Estatística experimental não paramétrica 4. ed. Piracicaba: ESALQ, 1983. 349 p.
  • COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO - RS/SC. Recomendações de adubação e calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. 2. ed. Passo Fundo: SBCS-Núcleo Regional Sul/EMBRAPA - CNPT, 1989. 128 p.
  • DRESCHER, M. Avaliação da fertilidade e necessidade de corretivos e fertilizantes dos solos e culturas do Estado do Rio Grande do Sul, através de um sistema desenvolvido para microcomputadores Porto Alegre-RS. 163 p. Tese (Mestrado em Ciência do Solo) - Curso de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1991.
  • GOMES, J. M., GARCIA, S.L.R, BRAGA FILHO, J.M. Software SAEG Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, 1990. 80 p.
  • IBGE. Divisão de Pesquisa do Rio Grande do Sul. Estimativa da população [S.P.]: IBGE, 1993. 10 p.
  • MARDIA, K.V., KENT, J.T., BIBBY, J.M. Multivariate analysis. New York: Academic Press, 1979. 521 p.
  • MORRISON, D.F. Multivariate statistical methods 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1978. 415 p.
  • 1
    Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor, apresentado ao Curso de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      24 Set 2008
    • Data do Fascículo
      Dez 1996

    Histórico

    • Recebido
      29 Nov 1995
    • Aceito
      22 Maio 1996
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