Modelagem matemática da matéria orgânica do solo em sistema silvipastoril biofertilizado com água residuária da suinocultura | Mathematical modeling of soil organic matter in biofertilized silvipastoral system with swine wastewater

Studies that prove the biofertilizing potential of swine wastewater (ARS) are interesting to reduce the effects of its incorrect disposal, which, in addition to contrary to environmental legislation, negatively impacts the soil-plant-water resources system. From this perspective, the study was conducted at Fazenda Bonsucesso, in Uberlândia, Minas Gerais; after the first year of application of ARS, in three experimental areas: single pasture - PS, and silvipastoral system (SSP), in single line - LS, and double line - LD, with consortium of species Corymbia citriodora and Urochloa decumbens, in layers 0,0-0,2m (X) and 0,2-0,4 m (Y). It is proposed in this research to evaluate the interactions between soil physicochemical characteristics and their effects on soil organic matter (MOS) content, using the combination that techniques of exploratory factor analysis, the Generalized Linear Model (GLM) and response optimization. With the exploratory factor analysis it was found that all the physicochemical characteristics analyzed correlate with each other and, distributed in four factors, explain 66,615% of the total variance of the variables: potassium, magnesium, copper, zinc, manganese, phosphorus, sulfur, calcium, as well as organic matter, and the iron and aluminum elements are the highlight, as they explain 49,06% of the total variance of the variables. The standards established by this analysis allow us to consider that the results obtained are satisfactory and consistent with the soil biofertilization technique with ARS. In GLMs, the technique of double and triple nesting of the factors Area, Depth and Treatment was used. In all double combinations, sodium, calcium and aluminum were significant and directly proportional to the behavior of MOS, as well as depth X, dose 400 m³ ha-1 and area LS, and on the other hand; potassium, depth Y, 800 m³ ha-1 dose and PS and LD areas were indirectly proportional to the MOS contents. Already in the nesting between three factors it was found that calcium, depth X and LS area are significant and positive variables, and in contrast, potassium, depth Y, LD and PS areas and dose 800 m³ ha-1 are indirectly proportional to the concentration of MOS. Therefore, it is concluded that triple nesting is more robust because it considers all experimental situations and, therefore, complement the information obtained by the associations between two factors. With the application of the response optimization technique it was determined that the scenario of maximum expression of MOS results from the interaction of the LS area with the 400 m³ ha-1 dose of ARS, at depth X which validates the results obtained in the Generalized Linear Models (GLMs) generated.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Dissertação (Mestrado)

Estudos que comprovem o potencial biofertilizante da água residuária da suinocultura (ARS) são interessantes para reduzir os efeitos decorrentes do seu descarte incorreto, que além de contrariar a legislação ambiental, impacta negativamente o sistema solo-planta-recursos hídricos. Sob esta perspectiva, o estudo foi conduzido na Fazenda Bonsucesso, em Uberlândia, Minas Gerais; após o primeiro ano de aplicação da ARS, em três áreas experimentais: pastagem solteira - PS, e sistema silvipastoril (SSP), em linha simples - LS e dupla - LD, com consórcio das espécies Corymbia citriodora e Urochloa decumbens, nas camadas 0,0-0,2 m (X) e 0,2-0,4 m (Y). Propõe-se nessa pesquisa avaliar as interações entre as características físico-químicas do solo e seus efeitos sobre os teores de matéria orgânica do solo (MOS), utilizando para isso, a combinação das técnicas de análise fatorial exploratória, do Modelo Linear Generalizado (GLM) e da otimização de respostas. Com a análise fatorial exploratória verificou-se que todas as características físico-químicas analisadas correlacionam-se entre si e, distribuídas em quatro fatores, explicam 66,615% da variância total das variáveis. Grande destaque é conferido aos macro e micronutrientes do solo: potássio, magnésio, cobre, zinco, manganês, fósforo, enxofre, cálcio, além da matéria orgânica, e os elementos ferro e alumínio, por explicarem 49,06% da variância total das variáveis. Os padrões estabelecidos por esta análise permitem considerar que os resultados obtidos são satisfatórios e coerentes com a técnica de biofertilização de solos com ARS. Já nos GLMs, utilizou-se a técnica de aninhamento duplo e triplo dos fatores Área, Profundidade e Tratamento. Em todas as associações duplas, o sódio, o cálcio e o alumínio apresentaram-se significativos e diretamente proporcionais ao comportamento da MOS, da mesma forma que a profundidade X, a dose 400 m³ ha-1 e a área LS. Por outro lado, o potássio, a profundidade Y, a dose 800 m³ ha-1 e as áreas PS e LD evidenciaram-se indiretamente proporcionais aos teores de MOS. Já nos aninhamentos entre três fatores verificou-se que o cálcio, a profundidade X e a área LS são variáveis significativas e positivas, e em contrapartida; o potássio, a profundidade Y, as áreas LD e PS e a dose 800 m³ ha-1 são indiretamente proporcionais à concentração de MOS. Conclui-se, portanto, que os aninhamentos triplos são mais robustos por considerarem todas as situações experimentais e, por isso, complementam as informações obtidas pelas associações entre dois fatores. Com a aplicação da técnica de otimização de resposta determinou-se que o cenário de máxima expressão da MOS resulta da interação da área LS, com a dose 400 m³ ha-1 de ARS, na profundidade X, o que valida os resultados obtidos nos Modelos Lineares Generalizados (GLMs) gerados.