Characterization of soil chemical properties of strawberry fields using principal component analysis

Abstract

One of the largest strawberry-producing municipalities of Rio Grande do Sul (RS) is Turuçu, in the South of the State. The strawberry production system adopted by farmers is similar to that used in other regions in Brazil and in the world. The main difference is related to the soil management, which can change the soil chemical properties during the strawberry cycle. This study had the objective of assessing the spatial and temporal distribution of soil fertility parameters using principal component analysis (PCA). Soil sampling was based on topography, dividing the field in three thirds: upper, middle and lower. From each of these thirds, five soil samples were randomly collected in the 0-0.20 m layer, to form a composite sample for each third. Four samples were taken during the strawberry cycle and the following properties were determined: soil organic matter (OM), soil total nitrogen (N), available phosphorus (P) and potassium (K), exchangeable calcium (Ca) and magnesium (Mg), soil pH (pH), cation exchange capacity (CEC) at pH 7.0, soil base (V%) and soil aluminum saturation(m%). No spatial variation was observed for any of the studied soil fertility parameters in the strawberry fields and temporal variation was only detected for available K. Phosphorus and K contents were always high or very high from the beginning of the strawberry cycle, while pH values ranged from very low to very high. Principal component analysis allowed the clustering of all strawberry fields based on variables related to soil acidity and organic matter content.

Um dos locais que mais se produz morango no Estado do Rio Grande do Sul é o município de Turuçu. O sistema de produção de morango adotado pelos produtores desse município é similar aos sistemas adotados em outras regiões do Brasil e no mundo; entretanto, a principal diferença se encontra no manejo do solo utilizado, que pode alterar os seus atributos químicos durante o ciclo do morango. O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição temporal e a espacial dos parâmetros de fertilidade do solo, usando a análise de componentes principais (PCA). Foram selecionadas 14 lavouras onde a amostragem de solo em cada uma foi com base na sua topografia, dividindo a área em três terços: superior, mediano e inferior. Em cada um desses terços, coletaram-se, de forma aleatória, cinco amostras simples de solo na camada de 0-0,20 m, formando uma amostra composta em cada terço. Foram realizadas quatro amostragens ao longo do ciclo da cultura do morango e determinados os seguintes atributos químicos: matéria orgânica (MO), nitrogênio total (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), capacidade de troca de cátions (CTC) a pH 7,0, pH em água (pH), saturação por bases (V%) e saturação por alumínio (m%). Os resultados evidenciaram que nenhum dos parâmetros de fertilidade do solo estudados apresentou variação espacial dentro das lavouras e apenas o K apresentou variação temporal. Os teores de P e de K estiveram sempre altos ou muito altos desde o início do ciclo da cultura do morango, enquanto o pH variou de muito baixo até muito alto. A análise de componentes principais permitiu o agrupamento das lavouras de morango com base nas variáveis relacionadas à acidez do solo e matéria orgânica.