Uso de sistema GPR (Ground Penetring Radar) na avaliação de atributos de um solo sob plantio de cana-de-açúcar Evaluation of soil properties under sugar cane by GPR (Ground Penetrating Radar) system

O GPR utiliza técnica indireta para investigação das estruturas de subsuperfície, sendo caracterizado como método não-invasivo, o qual permite extrair informações ao longo do perfil de solo sem perfurar, sondar ou escavar. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a utilização do GPR no estabelecimento de atributos físicos do solo em área de cultivo com cana-de-açúcar, além de estabelecer sua correlação com o método do cilindro volumétrico. A área de estudo está localizada no município de Bom Sucesso - PR, sendo utilizada com cultura da cana há mais de 20 anos. Foram obtidas amostras de solos indeformadas com cilindro volumétrico nas profundidades de 0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,3, 0,3-0,4 e 0,4-0,5 m, ao longo de três transeptos paralelos, sendo o central referente à linha de plantio (transepto 2) e os outros dois correspondentes às entrelinhas laterais (transeptos 1 e 3). Os valores de densidade e porosidade total, obtidos por meio das amostras físicas, foram inicialmente interpretados para verificar o estado do solo nas linhas e nas entrelinhas de cana, nas cinco profundidades. Posteriormente, foram correlacionados com os valores das constantes dielétricas (K) adquiridos pelo georradar, porém apenas para a camada de 0,4-0,5 m, uma vez que as camadas superficiais até a profundidade de 0,4 m não puderam ser avaliadas devido às limitações técnicas do equipamento, aliadas às condições físicas e químicas do solo, que acabaram por prejudicar as reflexões. A densidade mostrou-se menor nas linhas, quando comparada às entrelinhas, para as camadas de 0-0,1 e 0,2-0,3 m. A porosidade total foi menor nas entrelinhas do que nas linhas na camada de 0-0,1 m. Os valores de K foram maiores nas linhas, onde a umidade e a porosidade total foram maiores, e menores nas entrelinhas, onde as densidades encontravam se próximas ao limite crítico. A correlação de K com a densidade e porosidade total não foi significativa. Pequenas modificações na porosidade do solo em função do aumento da densidade foram suficientes para diminuir o valor de K nas entrelinhas, devido à redução na quantidade de água nos poros. Esse fato pode ser confirmado pela correlação de K com a umidade. Assim, pode-se dizer que o georradar foi extremamente sensível à variação de umidade no solo, apresentando melhores resultados para esta variável do que para a densidade e porosidade total determinada por meio do cilindro volumétrico.The GPR uses indirect technique for investigation of subsurface structures, characterized as non-invasive method, which allows to extract information throughout the soil profile without drilling, probing or digging. This study aimed to evaluate the use of GPR in the establishment of soil physical properties in a area under sugar cane, and its correlation with the volumetric cylinder method. The study area in Bom Sucesso, State of Paraná (Brazil), had been used for sugar cane cultivation for over 20 years. Undisturbed soil samples were obtained by the core method from the layers 0-0.1, 0.1-0.2, 0.2-0.3, 0.3-0.4 and 0.4-0,5 m, along three parallel transects, the central corresponding to the row of plantation (transect 2) and the outer two to the inter-rows (transects 1 and 3). Density and porosity were determined first based on physical samples to check the soil status in sugar cane rows and inter-row in the five layers. These values were subsequently correlated with the dielectric constant values (K) obtained by the GPR, although for the 0.4-0.5 m layer only; the surface layers to a depth of 0.4 m could not be assessed due to technical limitations of the equipment and physical and chemical soil properties, which ultimately invalidated the observations. The density in the inter-row was higher than in the planting row, with statistical differences between the layers 0-0.1 and 0.2- 0.3 m. Total porosity was lower in the inter-rows, differing significantly from the rows in the 0-0.1 m layer. The K values were higher in the rows, where moisture and porosity were higher, and lower in the inter-rows, where the densities were close to the critical limit. The correlation of K with density and porosity was not significant. Small changes in soil porosity with increasing density were sufficient to decrease the K value in the inter-rows, due to the reduction in the water content in the pores. This fact was confirmed by the correlation of K with moisture. It can therefore be concluded that the GPR was extremely sensitive to soil moisture variations, with better results for this variable than for density and porosity determined by the volumetric cylinder.