The use of scaled semivariograms to plan soil sampling in sugarcane fields

Spatial sampling designs used to characterize the spatial variability of soil attributes are crucial for science studies. Sample planning for the interpolation of a regionalized variable may use several criteria, which could be best selected from an estimated semivariogram from a previously established grid. The objective of this study was to optimize the procedure for scaled semivariogram use to plan soil sampling in sugarcane fields in the Alfisol and Oxisol regions of Jaboticabal Town in So Paulo State, Brazil. A scaled semivariogram for several soil chemical attributes was estimated from the data obtained from two grids positioned on a sugarcane field area, sampled at a depth of 0.0-0.5 m. The research showed that regular grids with uniform intervals did not express the real spatial variability of the soil attributes of Oxisols and Alfisols in the study area. The calculated final sampling density based on the scaled parameters of the semivariogram was one sample for each 2 ha in Area 1 (convex landscape) and one sample for each 1 ha in Area 2 (linear landscape), as indicated by SANOS 0.1 software. The combined use of the simulation programs and scaled semivariograms can be used to define sampling points. These results may help in soil fertility mapping and thereby improve nutrient management in sugarcane crops.

Optimization of the sampling scheme for maps of physical and chemical properties estimated by kriging

The sampling scheme is essential in the investigation of the spatial variability of soil properties in Soil Science studies. The high costs of sampling schemes optimized with additional sampling points for each physical and chemical soil property, prevent their use in precision agriculture. The purpose of this study was to obtain an optimal sampling scheme for physical and chemical property sets and investigate its effect on the quality of soil sampling. Soil was sampled on a 42-ha area, with 206 geo-referenced points arranged in a regular grid spaced 50 m from each other, in a depth range of 0.00-0.20 m. In order to obtain an optimal sampling scheme for every physical and chemical property, a sample grid, a medium-scale variogram and the extended Spatial Simulated Annealing (SSA) method were used to minimize kriging variance. The optimization procedure was validated by constructing maps of relative improvement comparing the sample configuration before and after the process. A greater concentration of recommended points in specific areas (NW-SE direction) was observed, which also reflects a greater estimate variance at these locations. The addition of optimal samples, for specific regions, increased the accuracy up to 2 % for chemical and 1 % for physical properties. The use of a sample grid and medium-scale variogram, as previous information for the conception of additional sampling schemes, was very promising to determine the locations of these additional points for all physical and chemical soil properties, enhancing the accuracy of kriging estimates of the physical-chemical properties.

The use of mechanical aeration and its effects on water mass

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Spatial variability of soil CO2 emission in a sugarcane area characterized by secondary information

Soil CO2 emission (FCO2) is governed by the inherent properties of the soil, such as bulk density (BD). Mapping of FCO2 allows the evaluation and identification of areas with different accumulation potential of carbon. However, FCO2 mapping over larger areas is not feasible due to the period required for evaluation. This study aimed to assess the quality of FCO2 spatial estimates using values of BD as secondary information. FCO2 and BD were evaluated on a regular sampling grid of 60 m × 60 m comprising 141 points, which was established on a sugarcane area. Four scenarios were defined according to the proportion of the number of sampling points of FCO2 to those of BD. For these scenarios, 67 (F67), 87 (F87), 107 (F107) and 127 (F127) FCO2 sampling points were used in addition to 127 BD sampling points used as supplementary information. The use of additional information from the BD provided an increase in the accuracy of the estimates only in the F107, F67 and F87 scenarios, respectively. The F87 scenario, with the approximate ratio between the FCO2 and BD of 1.00:1.50, presented the best relative improvement in the quality of estimates, thereby indicating that the BD should be sampled at a density 1.5 time greater than that applied for the FCO2. This procedure avoided problems related to the high temporal variability associated with FCO2, which enabled the mapping of this variable to be elaborated in large areas.

Spatial variability of physical attributes of an alfisol under different hillslope curvatures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar

The intense traffic of agricultural machines in soils cultivated with sugar cane can cause soil compaction. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of soil physical attributes and content organic matter of a eutroferric Red Latosol gibbisitic (under Basalt) and dystroferric Red Latosol caulinitic (under Sandstone) in the depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m in areas cultivated with sugar cane. Soils were sampled at the crossing points of a grid at regular intervals of 10m and at depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m. Bulk density, macroporosity, organic matter content and soil penetration resistance were measured for all sampling points. The physical attributes show values of soil penetration resistance, bulk density and macroporosity above average for these soils. The studied variable presented a larger range and minor variation coefficient in the eutroferric Red Latosol (Oxisol Eutrustox) when compared with the dystroferric Red Latosol (Oxisol Haplustox), in the studied depths. It is recommended a bigger number of samples to study the eutroferric Red Latosol attributes and the depth of 0.2-0.4m.

Variabilidade espacial de populações de Diatraea saccharalis em canaviais e sugestão de método de amostragem

A broca Diatraea saccharalis é uma das mais importantes pragas da cana-de-açúcar no Brasil. O manejo de áreas infestadas está embasado no controle biológico com Cotesia flavipes, cujas liberações são feitas em função da população de lagartas da praga em campo. Por esta razão, a estimativa desta população é de fundamental importância para o sucesso do programa de manejo. Assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a variabilidade espacial de D. saccharalis em canaviais e sugerir um método de amostragem que permitisse uma estimativa adequada das populações em campo. Seis campos de aproximadamente 1 ha cada um foram amostrados, em grid retangular de aproximadamente 10 x 10 m, com ilhas. Cada ponto de amostragem foi representado pela coleta das formas biológicas da praga no interior dos colmos em 2 m de sulco. Na maioria das áreas, as populações de formas imaturas de D. saccharalis distribuíram-se de forma contagiosa, com alcance do semivariograma variando de 18 a 80 m. Com base no alcance médio, estimou-se em seis o número médio de pontos de amostragem por hectare que deveriam ser feitos para representar adequadamente a área. Este número foi menor do que o estimado utilizando parâmetros da estatística clássica. Sugere-se que, para estimativa das formas imaturas de D. saccharalis em canaviais, a amostragem seja feita em grid de 40 x 40 m, o que resulta em aproximadamente seis pontos de amostragem por hectare e permitirá, na maioria das áreas, efetuar levantamentos com independência e coeficientes de variação menores que 50%.

Forma da paisagem como critério para otimização amostral de latossolos sob cultivo de cana-de-açúcar

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência do manejo do solo nas propriedades químicas e físicas em topossequência na bacia do rio Araguaia, Estado do Tocantins

A conversão do Cerrado nativo em áreas de exploração agrícola pode modificar os processos de decomposição e síntese da matéria orgânica do solo e, assim, na disponibilidade de nutrientes. Objetivou-se avaliar as propriedades químicas e físicas do solo em topossequência caracterizada por apresentar uso com pastagem cultivada com Brachiaria brizantha ao lado do Cerrado nativo, na camada de 0- 15 cm de profundidade. O estudo foi realizado no município de Colmeia, Estado do Tocantins. Foram determinados 10 pontos de coleta (cinco para Cerrado nativo e cinco para pasto) para cada posição do relevo (topo, encosta e pedimento); em cada ponto amostral, foram coletados solos em três profundidades (0-5, 5-10 e 10- 15 cm), totalizando 90 amostras. Foram realizadas as seguintes análises químicas e físicas: C orgânico, P, K+, Ca2+, Mg2+, H + Al, pH e granulometria. O C orgânico não apresentou diferença (p > 0,05) entre os valores encontrados no Cerrado nativo e pastagem e as posições do relevo avaliadas. A conversão de Cerrado nativo para uso agropecuário reduziu os teores de P. Os teores de K trocável não foram alterados pela retirada da cobertura vegetal original. Observou-se aumento dos teores de areia quando se passou da meia-encosta para o pedimento.

O relevo na interpretação da variabilidade espacial dos teores de nutrientes em folha de citros

Foliar diagnosis is a method for assessing the nutritional status of agricultural crops, which helps in the understanding of soil fertility and rationalized application of fertilizers taking into account economic and environmental criteria. The study aimed to use the landrelief as criteria to assist in interpreting the spatial variability of nutrient content of the citrus leaf. The leaves were collected at regular intervals of 50 m, totaling 332 sampling points. Data were analyzed by descriptive statistics, geostatistics and induction of decision tree. With the aid of digital elevation model (MDE) and the profile planaltimetric, the area was divided into three different landrelief and sub-strands. The highest values for nutrients from the leaves of citrus were observed at the top (concave area) segments on a half-slope and lower slope. The nutrients from the citrus leaves showed high values of correlation (above 0.5) with the altitude of the study area. The technique of geostatistics and the induction of decision tree show that the relief is the variable with the greatest potential to interpret the maps of spatial variability of nutrients from the citrus leaves.

Levantamento de plantas daninhas aquáticas no reservatório de Alagados, Ponta Grossa-PR

O monitoramento de macrófitas da represa Alagados um reservatório artificial de água que abastece parcialmente a população do município de Ponta Grossa-PR se faz necessário, uma vez que resíduos urbanos, bem como dejetos de áreas rurais, são descartados direta ou indiretamente nesse ambiente. Os objetivos deste trabalho foram realizar o inventário de plantas aquáticas coletadas entre agosto de 2007 e julho de 2008 no entorno do lago, como medida de monitoramento da área; indicar a frequência das espécies e apresentar um diagnóstico sobre o crescimento populacional destas; e identificar áreas onde a colonização por macrófitas é intensa, podendo tornar-se problema ambiental. Para realizar esse inventário, foram efetuadas 10 coletas em 48 pontos de amostragem ao longo das margens do lago da represa. Exsicatas foram depositadas no Herbário da Universidade Estadual de Ponta Grossa (HUPG). Foram amostradas 54 espécies, distribuídas em 16 famílias de angiospermas, 8 monocotiledôneas e 8 dicotiledôneas, e outras duas famílias de pteridófitas.

Caracterização da qualidade de água e sedimento na UHE Americana relacionados à ocorrência de plantas aquáticas

Este trabalho foi realizado na UHE Americana, pertencente à Companhia Paulista de Força e Luz, e faz parte de um projeto de pesquisa e desenvolvimento realizado em conjunto com a Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP) de Botucatu. Foram realizadas amostragens de água e sedimento nos meses de outubro e dezembro de 2003 e fevereiro, abril e junho de 2004. Selecionaram-se seis pontos de coleta no reservatório, sendo cinco a montante da barragem e um a jusante. Levantamentos de flora foram realizados nos meses de dezembro de 2003 e abril e julho de 2004, sendo constatados elevados teores de nitrogênio e fósforo nas amostras de água, com valores médios de 3,867 mg L-1 para nitrato, 0,706 mg L-1 para amônia, 1,372 mg L-1 para nitrito e 151,979 µg L-1 para fosfato dissolvido na água. O sedimento apresentou elevado nível de fertilidade, com médias de 32,18 g kg-1 para matéria orgânica, 68,87 mg dm-3 para P, 36,96 mmol dm-3 para Ca e 11,88 mmol dm-3 para Mg. Espécies marginais e flutuantes foram as principais infestantes do reservatório, destacando-se Brachiaria subquadripara, Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e Salvinia auriculata.

Integração agricultura-pecuária em plantio direto: produção de forragem e resíduo de palha após pastejo

O objetivo deste trabalho foi verificar, no sistema integração agricultura-pecuária, a possibilidade de utilizar uma cultura para pastejo cujos resíduos permitam produção de palha suficiente para a manutenção do plantio direto, bem como avaliar a produção da forrageira e do resíduo em diferentes distâncias em relação ao centro do pivô, em três épocas, e o desempenho econômico do sistema. Avaliaram-se o impacto do pastejo rotacionado de sorgo forrageiro em plantio direto, sob irrigação em um pivô central de 75 ha, sobre a produção de matéria seca do sorgo forrageiro, a quantidade de resíduos, o custo de produção e o ganho de peso animal. O ensaio foi conduzido num Latossolo Vermelho Distrófico. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, com quatro tratamentos principais: locais de amostragem em diferentes distâncias em relação ao centro do pivô; três tratamentos secundários (ciclos de pastejos) e sete repetições (sete piquetes de 9,37 ha para pastejo, dispostos na forma de pizza). Os resultados permitiram concluir que: a produção do sorgo forrageiro foi suficiente para permitir um ganho 621 kg ha-1 de peso vivo e a quantidade de resíduos de sorgo após o pastejo foi suficiente para suprir o aporte anual de matéria seca de palha necessária para a manutenção do plantio direto; a área, após os pastejos, continuou passível de ser explorada no sistema de plantio direto, e o sistema pesquisado mostrou-se técnica e economicamente viável.

Variabilidade espacial de atributos da fertilidade de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob Sistema Plantio Direto

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Variabilidade da produtividade da soja em função de atributos físicos de um latossolo vermelho distroférrico sob plantio direto

Atualmente, no cenário nacional, a cultura da soja em plantio direto é muito utilizada na integração agricultura-pecuária. No ano agrícola de 2006/2007, no município de Selvíria (MS), entre as latitudes de 20 ° 18 ' 05S e 20 ° 18 ' 28S e as longitudes de 52 ° 39 ' 02W e 52 ° 40 ' 28W, foi analisada a produtividade da soja, em plantio direto, em função de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico. O objetivo foi selecionar, entre os atributos do solo pesquisados, aquele que melhor se apresentasse para explicar a variabilidade espacial da produtividade agrícola. Para isso, foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 120 pontos amostrais, numa área de 4.068 m² e declive homogêneo de 0,025 m m-1. do ponto de vista linear e espacial, a elevada produtividade de grãos de soja pôde ser explicada em função da densidade do solo e da umidade volumétrica. A baixa variabilidade da maioria dos atributos do solo indicou que o plantio direto é um sistema que proporciona a homogeneização do ambiente físico do solo.