Métodos de determinação da área basal de uma pastagem de capim-elefante

Methods for determining the basal area of an elephantgrass pasture

Geraldo Bueno Martha Júnior Moacyr Corsi Rodrigo Fernando Maule Paulo Cesar Ocheuze Trivelin Ricardo Rovari João Carlos Passoni Júnior Sobre os autores

Resumos

Avaliou-se quantitativamente a área basal de uma pastagem de capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schum.) cv. 'Napier' através de três métodos, designados como: trena (T), quadrado (Q) e fotografia (F). A avaliação foi efetuada numa área de 1.800 m2, onde realizaram-se 10 amostragens para cada um dos métodos. A porcentagem de área basal média dos três métodos testados foi de 44 %, sendo que as comparações entre T e Q e Q e F não diferiram estatisticamente (P>0,05). A porcentagem de área basal determinada pelo método T (47,6 %) foi superior (P<0,05) ao método F (41,7 %) em 6 unidades percentuais.

Pennisetum purpureum; metodologia; área basal


The basal cover of elephantgrass (Pennisetum purpureum, Schum.) cultivar `Napier' was determined using three methods: line-transect (L), quadrat (Q), and photography (P). Ten samples for each method were collected in a 1,800 m2-plot. Mean values of the basal area for the three methods were 44 %, and no statistic difference (P>0.05) was detected between L and Q and Q and P methods. Differences observed between L and P methods were statistically significant (P<0.05). Determination by the L method (47.6 %) was higher in relation to P (41.7 %) method.

Pennisetum purpureum; methodology; basal area


Métodos de determinação da área basal de uma pastagem de capim-elefante1 1 Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor apresentada à ESALQ/USP - Piracicaba, SP.

Geraldo Bueno Martha Júnior2*; Moacyr Corsi3; Rodrigo Fernando Maule4,7; Paulo Cesar Ocheuze Trivelin5,8; Ricardo Rovari6; João Carlos Passoni Júnior6

2Pós-Graduando do Depto. de Produção Animal - ESALQ/USP.

3Depto. de Produção Animal - ESALQ/USP, C.P. 09 - CEP: 13418-900 - Piracicaba, SP.

4Pós-Graduando do Depto. de Solos e Nutrição de Plantas - ESALQ/USP.

5Laboratório de Isótopos Estáveis - CENA/USP, C.P. 96 - CEP: 13400-970 - Piracicaba, SP.

6Graduando em Engenharia Agronômica - ESALQ/USP.

7Bolsista da CAPES.

8Bolsista do CNPq.

*e-mail: gbmartha@carpa.ciagri.usp.br

RESUMO: Avaliou-se quantitativamente a área basal de uma pastagem de capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schum.) cv. 'Napier' através de três métodos, designados como: trena (T), quadrado (Q) e fotografia (F). A avaliação foi efetuada numa área de 1.800 m2, onde realizaram-se 10 amostragens para cada um dos métodos. A porcentagem de área basal média dos três métodos testados foi de 44 %, sendo que as comparações entre T e Q e Q e F não diferiram estatisticamente (P>0,05). A porcentagem de área basal determinada pelo método T (47,6 %) foi superior (P<0,05) ao método F (41,7 %) em 6 unidades percentuais.

Palavras-chave:Pennisetum purpureum, metodologia, área basal

Methods for determining the basal area of an elephantgrass pasture

ABSTRACT: The basal cover of elephantgrass (Pennisetum purpureum, Schum.) cultivar 'Napier' was determined using three methods: line-transect (L), quadrat (Q), and photography (P). Ten samples for each method were collected in a 1,800 m2-plot. Mean values of the basal area for the three methods were 44 %, and no statistic difference (P>0.05) was detected between L and Q and Q and P methods. Differences observed between L and P methods were statistically significant (P<0.05). Determination by the L method (47.6 %) was higher in relation to P (41.7 %) method.

Key words: Pennisetum purpureum, methodology, basal area

INTRODUÇÃO

Avaliações que permitam elucidar as interações clima-solo-planta-animal e aprimorar o manejo do solo e das pastagens são de interesse (Grant, 1993). Dentro deste contexto, a quantificação da área basal e/ou foliar é uma alternativa. Em ecossistemas de pastagens, a porcentagem de solo descoberto pode indicar os efeitos de superpastejo e, consequentemente, da degradação do pasto, além de fornecer um importante guia para a determinação do potencial de erosão do solo e interceptação de chuvas (Tothill, 1987).

Por outro lado, as espécies forrageiras cespitosas, normalmente não proporcionam boa cobertura vegetal ao solo, visto que a área basal das touceiras tende a aumentar até o ponto em que as condições de competição intra-específicas pelos fatores de crescimento se estabeleçam (Corsi, 1993). Porém, grandes proporções de áreas não vegetadas podem representar um maior potencial para a invasão de plantas daninhas, visto que diferenças no ambiente em conseqüência do clima, topografia, solos e da interferência de fatores como o pastejo, resultam em composições botânicas diferentes (Tothill, 1987).

O conhecimento da porcentagem de área vegetada e não vegetada também é útil em estudos avaliando a volatilização de amônia em pastagens de gramíneas cespitosas, quando se utiliza microparcelas com fertilizante 15N e coletores semi-abertos estáticos (Lara Cabezas & Trivelin, 1990), respectivamente.

A quantificação da área basal e/ou foliar pode ser determinada de vários modos, porém, deve-se dar preferência a métodos de fácil execução que forneçam, com um número razoável de amostragens, uma boa estimativa da cobertura foliar (ou basal), tanto em termos de precisão como de acuracidade (Laflen et al., 1981).

Uma vez que não existe nenhum método padrão para quantificação da cobertura vegetal, muitas vezes as determinações são feitas por métodos adaptados, ou até mesmo, por métodos originais em função das condições encontradas no campo.

O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de três métodos para determinação da área basal de uma pastagem de capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schum.) cv. Napier.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em uma pastagem de capim-elefante do Departamento de Produção Animal da ESALQ/USP, durante o mês de maio de 1998. Essa pastagem foi estabelecida na década de 60 sendo, inicialmente, utilizada como capineira e, posteriormente, sob forma de pastejo.

A área basal dessa pastagem foi estimada através de três métodos, o fotográfico (F), o da trena (T) e o do quadrado (Q) este último um método original desenvolvido neste estudo. O método F consiste em obter imagens de uma área utilizando um ângulo praticamente perpendicular. A quantificação da área obtida pela fotografia pode ser feita de diversas maneiras, freqüentemente, através de diapositivos ("slides") de 35 mm (Laflen et al., 1981) ou de "scanners" (Van Lier et al., 1993). O processamento de imagens via "slides" é feito com auxílio de grades (quadrículas), sendo que a cobertura vegetal é determinada pelos pontos de interseção grade - área foliar e/ou basal na projeção da imagem. No caso dos "scanners", a leitura da imagem binária original, após transformação para matriz de códigos binários, permite a diferenciação entre a área vegetada (cor preta) e não vegetada (cor branca).

Para o método F foram feitas dez fotografias coloridas de uma altura de 7 m, num ângulo perpendicular à superfície do terreno, conforme proposto por Van Lier et al. (1993). A câmara fotográfica foi suspensa em uma estrutura metálica móvel e, com o auxílio de um acionador automático as fotos foram tiradas (Figura 1). Com o intuito de melhorar o contraste das fotos, as áreas basais foram copiadas sobre mesa de luz para um papel vegetal e, em seguida, foram "scaneadas" e coloridas de preto (Figura 2). Na imagem, escolheu-se uma área representativa (equivalente a 6 m2), na qual se procedeu a análise de pontos pretos e brancos. Segundo Van Lier et al. (1993) esse processo é adequado e visa eliminar aspectos indesejados nas fotos, como cobertura de plantas daninhas, palhada ou sombras, que não interessam ao propósito e seriam registradas no caso da leitura direta da imagem.

Figura 1
- Esquema da estrutura metálica móvel simples utilizada para suspensão da câmera fotográfica. Fonte: Adaptado de Van Lier et al. (1993).
Fonte: Adaptado de Van Lier et al. (1993)
Figura 2
- Imagem da área basal da pastagem de capim-elefante após o processamento no "scanner".

O método T ("line-transect") é caracterizado por uma linha de tamanho variável, graduada a intervalos eqüidistantes. A determinação da cobertura vegetal é feita pela interseção dessas marcas com a área vegetal e/ou basal, de acordo com o propósito do experimento. Nesse método, utilizou-se uma trena de 20 m marcada com arame colorido a cada 0,25 m, totalizando 80 pontos por amostragem. Esta fita foi disposta na área experimental de maneira casualizada (Figura 3) por dez vezes. Após sua acomodação no solo, procedeu-se a determinação dos pontos que interceptavam a área basal das touceiras do capim.

Figura 3
- Esquema de avaliação pelo método da trena.

No método do quadrado, foi confeccionada uma estrutura quadriculada de 2 x 2 m, que serviu para determinar a área basal de touceiras de capim-elefante de maneira semelhante ao método da trena, isto é, pela interseção dos pontos com a vegetação. Dois lados opostos foram divididos em 16 partes iguais e eqüidistantes. Os outros dois lados foram divididos em cinco partes iguais e eqüidistantes.

A formação da malha foi feita com auxílio de barbante comum, que foi fixado nos lados opostos do quadrado de maneira perpendicular à madeira, formando, assim, um quadriculado (Figura 4). A exemplo do método T, 80 pontos por amostragem (total de dez amostragens) foram tomados aleatoriamente dentro da área experimental. A interseção dos pontos do quadriculado com a cobertura vegetal determinou a porcentagem de área basal. As médias dos tratamentos foram comparadas duas a duas pelo teste T, a um nível de significância de 5 %.

Figura 4
- Croqui do quadrado utilizado na avaliação da área basal.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados obtidos (TABELA 1 e Figura 5) demonstraram que a estimativa da porcentagem de área basal determinada pelos três métodos são próximas (44,0 %). A análise dos resultados mostrou que as médias entre T e Q e Q e F são semelhantes (P>0,05), mas que as médias entre T e F são diferentes (P<0,05).

Figura 5
- Comparação entre os métodos da tre na, quadrado e fotografia, na estimativa da área basal de pastagem de capim-elefante.

A baixa cobertura do solo pela vegetação se deve, provavelmente, ao manejo imposto na pastagem e à elevada fertilidade do solo, que favoreceram o estabelecimento de plantas com vigor acentuado. Este fato pode ser constatado pela presença de touceiras grandes e volumosas, as quais tem maior capacidade de competição por fatores de crescimento (luz, água e nutrientes) refletindo, assim, na incidência de invasoras na área, que foi nula.

Os resultados mostraram que as estimativas da porcentagem da área basal obtidas pelo método T superestimaram em 6 % os valores determinados pelo método F (TABELA 1, Figura 5). Laflen et al. (1981) trabalhando com resíduos de culturas agrícolas, acharam que os valores do método T foram superiores ao F em 6 a 10 %.

A acuracidade refere-se à capacidade de medir um valor verdadeiro de uma quantidade, enquanto que a precisão indica a variância numa série de medidas (Laflen et al., 1981). Através da fotografia temos uma representação exata da disposição e tamanho das touceiras na pastagem, permitindo que a área basal seja determinada com grande acuracidade por meio de recursos computacionais disponíveis atualmente (Crestana et al., 1991, Van Lier et al., 1993). Os resultados da TABELA 1 demonstram maior precisão para o método F.

As estimativas menos precisas (TABELA 1) observadas nos métodos T e Q provavelmente foram devidas à dificuldade em se assumir a mesma posição de visualização para todos os pontos no momento da tomada dos dados, uma vez que a posição e o ângulo de visão são influenciados pela proximidade da área basal à linha de visão (Figura 1). De acordo com Laflen et al. (1981), essa fonte de erro é difícil de ser corrigida, o que tende a superestimar as medidas.

Laflen et al. (1981) indicaram que 5 amostragens no método T foram suficientes para obtenção de uma boa precisão e que, mais amostragens não melhoraram de maneira sensível este parâmetro. Neste estudo, quando se avaliou as primeiras cinco medidas, não se constatou a mesma tendência, provavelmente devido ao hábito de crescimento do capim-elefante. Além disso, a facilidade e rapidez com que o método da trena e os outros métodos podem ser efetuados, sugerem que um mínimo de dez amostragens sejam realizadas em áreas homogêneas.

Cabe ressaltar que em situações de pastejo o potencial para o aparecimento de áreas sub e superpastejadas e, portanto, com desuniformidade de touceiras, é muito grande. Desta forma, o regime de desfolha no pasto (intensidade e freqüência de pastejo) determina a uniformidade ou não das plantas forrageiras (Harris, 1978).

Assim, conforme o tamanho da área amostrada e do manejo empregado na pastagem pode-se obter grande variação nas estimativas geradas, independentemente do método utilizado. Numa situação como esta, o desvio padrão e o coeficiente de variação dos resultados tendem a ser muito grandes, sugerindo que um maior número de amostragens e/ou divisão da gleba em áreas homogêneas seja praticado (Kuehl, 1994; Ambrosano & Schasmmass, 1994).

Esta sugestão não se constitui em empecilho para quantificação da área basal e/ou vegetada, uma vez que um maior número de amostragens não requer um aumento considerável no tempo total de avaliação. O método F, por exemplo, possibilita rendimentos de até 20 fotos/hora (Van Lier et al., 1993).

Os resultados deste experimento permitem sugerir que os métodos podem ser utilizados para outros fins, como o estudo da evolução da área foliar e infestação de plantas daninhas em pastagens. Determinações da área foliar de Crotalaria juncea (Van Lier et al., 1993) foram efetuadas com êxito pelo método da fotografia "scanneada".

Os métodos fotográficos têm sido freqüentemente associados a difícil execução e processamento, no entanto, a utilização de "scanners" comuns e microcomputadores IBM-compatíveis parecem viabilizar este método, tanto em pesquisas, como em propriedades. O método da trena tem sido amplamente utilizado em culturas agrícolas. Este estudo mostrou que o método T também pode ser aplicado em avaliações de pastagens de capim-elefante com sucesso. O método do quadrado, nas condições do estudo, mostrou ser o de mais fácil execução, tanto em termos de facilidade na leitura, como de amostragem. Entretanto, o método Q foi o menos preciso.

CONCLUSÕES

Todos os métodos foram de execução fácil e rápida e, portanto, a escolha de um irá depender da disponibilidade de recursos no momento da avaliação. Outras aplicações destes métodos seriam o acompanhamento da evolução da cobertura foliar e da infestação de plantas invasoras em pastagens.

Recebido para publicação em 08.07.98

Aceito para publicação em 23.02.99

  • AMBROSANO, G.M.B.; SCHASMMASS, E.A. Avaliaçăo dos coeficientes de variaçăo em experimentos com forrageiras. Boletim da Indústria Animal, v.51, p.13-20, 1994.
  • CORSI, M. Manejo do capim-elefante sob pastejo. In: Simpósio sobre Manejo da Pastagem, 10., Piracicaba, 1992. Anais. Piracicaba: FEALQ, 1993. p.143-167.
  • CRESTANA, S., GUIMARĂES, M.F., JORGE, L.A.C. et al. Avaliaçăo do crescimento de raízes e morfologia do solo auxiliada por processamento de imagens. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIĘNCIA DO SOLO, 23., Porto Alegre, 1991. Resumos. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Cięncia do Solo, 1991. p.130.
  • GRANT, S.A. Resource description: vegetation and sward components. In: Davies, A.; Baker, R.D.; Grant, S.A.; Laidlan, A.S. (Ed.). Sward measurement handbook. 2.ed. Reading: The British Grassland Society, 1993. cap.4, p.69-97.
  • HARRIS, W. Defoliation as a determinant of the growth, persistence and composition of pasture. In: Wilson, J.R. (Ed.) Plant relations in pasture. Melbourne: CSIRO, 1978. p.67- 85.
  • KUEHL, R.O. Statistical principles of research design and analysis. Belmont: Duxbury Press, 1994. 686p.
  • LAFLEN, J.M.; AMEMIYA, M.; HINTZ, E.A. Measuring crop residue cover. Journal of Soil and Water Conservation, v.36, p.341- 343, 1981.
  • LARA CABEZAS, W.A.R.; TRIVELIN, P.C.O. Eficięncia de um coletor semi-aberto estático na quantificaçăo de N-NH3 volatilizando da uréia aplicada ao solo. Revista Brasileira de Cięncia do Solo, v.14, p.345- 352, 1990.
  • TOTHILL, J.C. Measuring botanical composition of grasslands. In: Mannetje, L.'t (Ed.) Measurement of grassland vegetation and animal production. Aberystwyth: CAB International, 1987. cap.3, p.22- 62.
  • VAN LIER, Q. DE J.; SPAVOREK, G.; VASQUES FILHO, J. Análise de imagens utilizando um "scanner" manual: aplicaçőes em agronomia. Revista Brasileira de Cięncia do Solo, v.17, p.479- 482, 1993.

  • 1
    Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor apresentada à ESALQ/USP - Piracicaba, SP.

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    17 Set 1999
  • Data do Fascículo
    Jul 1999

Histórico

  • Recebido
    08 Jul 1998
  • Aceito
    23 Fev 1999
São Paulo - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" USP/ESALQ - Scientia Agricola, Av. Pádua Dias, 11, 13418-900 Piracicaba SP Brazil, Tel.: +55 19 3429-4401 / 3429-4486, Fax: +55 19 3429-4401 - Piracicaba - SP - Brazil
E-mail: scientia@usp.br