Resolving the spatial variability of soil N using fractions of soil organic matter

The spatial variability of soil nitrogen (N) mineralisation has not been extensively studied, which limits our capacity to make N fertiliser recommendations. Even less attention has been paid to the scale-dependence of the variation. The objective of this research was to investigate the scale-dependence of variation of mineral N (MinN, N–NO3− plus N–NH4+) at within-field scales. The study was based on the spatial dependence of the labile fractions of SOM, the key fractions for N mineralisation. Soils were sampled in an unbalanced nested design in a 4-ha arable field to examine the distribution of the variation of SOM at 30, 10, 1, and 0.12 m. Organic matter in free and intra-aggregate light fractions (FLF and IALF) was extracted by physical fractionation. The variation occurred entirely within 0.12 m for FLF and at 10 m for IALF. A subsequent sampling on a 5-m grid was undertaken to link the status of the SOM fractions to MinN, which showed uncorrelated spatial dependence. A uniform application of N fertiliser would be suitable in this case. The failure of SOM fractions to identify any spatial dependence of MinN suggests that other soil variables, or crop indicators, should be tested to see if they can identify different N supply areas within the field for a more efficient and environmentally friendly N management.

The numbers of sample design for evaluation of the soil fertility

The determination of the amount of sample units that will compose the sample express the optimization of the workforce, and reduce errors inherent in the report of recommendation and evaluation of soil fertility. This study aimed to determine in three systems use and soil management, the numbers of units samples design, needed to form the composed sample, for evaluation of soil fertility. It was concluded that the number of sample units needed to compose the composed sample to determination the attributes of organic matter, pH, P, K, Ca, Mg, Al and H+Al and base saturation of soil vary by use and soil management and error acceptable to the mean estimate. For the same depth of collected, increasing the number of sample units, reduced the percentage error in estimating the average, allowing the recommendation of 14, 14 and 11 sample in management with native vegetation, pasture cultivation and corn, respectively, for a error 20% on the mean estimate.

Soil texture spatial variability of different parent material in pereira barreto, São Paulo state

The variation of soil textural characteristics is a function of the relief and parent materials. The objective of this work was to study soil texture spatial variability from different parent material in Pereira Barreto, SP. An area of 530.67 hectares was mapped through the use of Global Positioning System receivers and obtaining of Digital Elevation Models. A set of 201 soil samples was collected from every seven hectares, at three depths: 0 - 0.25 m; 0.25 - 0.50 m; and 0.80 - 1.00 m. The amounts of sand, silt and clay were obtained by the pipette method and analyzed by both descriptive statistics and geostatistics. Soil textures varied as a function of parent materials and topography.

Fractal dimension and anisotropy of soil CO2 emission in a mechanically harvested sugarcane production area

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Temporal variability of soil CO2 emission after conventional and reduced tillage described by an exponential decay in time model

A quantificação do impacto das práticas de preparo sobre as perdas de carbono do solo é dependente da habilidade de se descrever a variabilidade temporal da emissão de CO2 do solo após preparo. Tem sido sugerido que as grandes quantidades de CO2 emitido após o preparo do solo podem servir como um indicador das modificações nos estoques de carbono do solo em longo termo. Neste trabalho é apresentado um modelo de duas partes baseado na temperatura e na umidade do solo e que inclui um termo exponencial decrescente do tempo que é eficiente no ajuste das emissões intermediárias após preparo: arado de disco seguido de uma passagem com a grade niveladora (convencional) e escarificador de arrasto seguido da passagem com rolo destorroador (reduzido). As emissões após o preparo do solo são descritas utilizando-se estimativa não linear com um coeficiente de determinação (R²) tão alto quanto 0.98 após preparo reduzido. Os resultados indicam que nas previsões da emissão de CO2 após o preparo do solo é importante considerar um termo exponencial decrescente no tempo após preparo.

Spatial variability of soil CO2 emission in different topographic positions

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

GPS receivers for georeferencing of spatial variability of soil attributes

A caracterização da variabilidade espacial dos atributos do solo é indispensável para subsidiar práticas agrícolas de maneira sustentável. A utilização da geoestatística para caracterizar a variabilidade espacial desses atributos, como a resistência mecânica do solo à penetração (RP) e a umidade gravimétrica do solo (UG), é, hoje, prática usual na agricultura de precisão. O resultado da análise geoestatística é dependente da densidade amostral e de outros fatores, como o método de georreferencimento utilizado. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo comparar dois métodos de georreferenciamento para a caracterização da variabilidade espacial da RP e da UG, bem como a correlação espacial dessas variáveis. Foi implantada uma malha amostral de 60 pontos, espaçados em 20 m. Para as medições da RP, utilizou-se de penetrógrafo eletrônico e, para a determinação da UG, utilizou-se de trado holandês (profundidade de 0,0-0,1 m). As amostras foram georreferenciadas, utilizando-se do método de Posicionamento por Ponto Simples (PPS), com de (retirar) receptor GPS de navegação, e Posicionamento Relativo Semicinemático, com receptor GPS geodésico L1. Os resultados indicaram que o georreferenciamento realizado pelo PPS não interferiu na caracterização da variabilidade espacial da RP e da UG, assim como na estrutura espacial da relação dos atributos.

Small relief shape variations influence spatial variability of soil chemical attributes

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

Terrain forms and spatial variability of soil properties in an area cultivatedwith citrus

A técnica de agricultura de precisão e a relação solo-paisagem permitem delimitar áreas para o manejo localizado, o que permite a aplicação localizada de insumos agrícolas e, consequentemente, pode contribuir para a preservação de recursos naturais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila, no contexto da relação solo-paisagem, em um Latossolo sob cultivo de citros. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,2 m, em uma área de 83,5 ha cultivada com citros, na forma de malha, com intervalos regulares de 50 m, com 129 pontos na forma de relevo côncava e 206 pontos na forma plana, totalizando 335 pontos. Os valores obtidos para as variáveis que expressam as propriedades químicas e para o teor de argila do solo foram submetidos à análise estatística descritiva e geoestatística com a modelagem de semivariogramas para a confecção de mapas de krigagem. Os valores de alcance e mapas de krigagem indicaram maiores variabilidades na forma de relevo côncava (segmento topo), quando comparada com a forma plana (segmentos meia encosta e encosta inferior). A identificação de diferentes formas de relevo mostrou-se eficiente no entendimento da variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila do solo sob cultivo de citros.

Spatial variability of soil physical properties in two management systems in sugarcane crop

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial da densidade do solo (Ds), teor de água no solo (θ) e porosidade total (Pt) em dois sistemas de manejo da colheita da cana-de-açúcar, com queima e sem queima, em um Latossolo Vermelho, na camada de 0-0,20 m. A área de estudo está localizada no município de Rio Brilhante-MS, na Usina Eldorado. A parcela de cada talhão apresentou malha com comprimento de 180 m e largura de 145,6 m, perfazendo 90 pontos distribuídos na forma de uma grade de nove colunas por dez linhas, com pontos distanciados 20 m de seu vizinho. Foram coletadas amostras de solo na camada de 0-0,20 m, nos anos agrícolas de 2007/2008 e 2008/2009. O sistema de colheita com queima apresentou maior densidade em relação ao mecanizado, nos dois períodos de análise. O teor de água no solo, assim como a porosidade, teve aumento proporcional com relação à diminuição da densidade do sistema de colheita com queima para com o mecanizado.

Spatial variability of soil penetration resistance influenced by season of sampling

O objetivo deste trabalho foi analizar a distribuição espacial da compactação do solo e a influência da umidade do solo na resistência à penetração. Esta última variável foi descrita pelo índice de cone. O solo estudado foi Nitossolo e os dados de índice de cone foram obtidos usando um penetrômetro. A resistência do solo foi avaliada a 5 profundidades diferentes, 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm e mais de 40 cm, porém o conteúdo de umidade do solo foi medido a 0-20 cm e 20-40 cm. As condições hídricas do solo variaram nas diferentes amostragems. Os coeficientes de variação para o índice de cone foram 16,5% a 45,8% e os do conteúdo de umidade do solo variaram entre 8,96% e 21,38%. Os resultados sugeriram elevada correlação entre a resistência do solo, estimada pelo índice de cone e a profundidade do solo. Sem embargo, a relação esperada com a umidade do solo não foi apreciada. Observou-se dependência espacial em 31 de 35 séries de dados de índice de cone e umidade do solo. Esta dependência foi ajustada por modelos exponenciais com efeito pepita variável de 0 a 90% o valor do patamar. em séries de dados o comportamento foi aleatório. Portanto, a técnica das distâncias inversas foi utilizada para cartografar a distribuição das variáveis que não tiveram estrutura espacial. Na krigagem constatou-se uma suavização dos mapas comparados com esses das distâncias inversas. A krigagem indicadora foi utilizada para cartografar a variabilidade espacial do índice de cone e recomendar melhor manejo do solo.

Spatial variability of soil water content and mechanical resistance of Brazilian ferralsol

The spatial variability of mechanical resistance to penetration (PR) and gravimetric moisture (GM) was studied at a depth of 0-0.40 m, in a ferralsol cropped with corn, and under conventional tillage in llha Solteira, Brazil (latitude 20 degrees 17'S, and longitude 52 degrees 25'W). The purpose of this study was to analyse and to try explaining the spatial variability of the mentioned soil physical properties using geostatistics. Soil data was collected at points arranged on the nodes of a mesh with 97 points. Geostatistics was used to analyse the spatial variability of PR and GM at four depths: 0-0. 1, 0.1-0.2, 0.2-0.3 and 0.3-0.4 m. PR showed a higher variability of data, with coefficients of variation of 52.39, 30.54, 16.91, and 15.18%, from the surface layers to the deepest layers. The values of the coefficients of variation for GM were lower: 9.99, 5.13, 5.59, and 5.69%. Correlation between GM and PR for the same soil layers was low. Penetration resistance showed spatial structure only in the 0.30-0.40 m layer, while gravimetric moisture showed spatial structure at all depths except for 0-0. 10 m. All the models of fitted semivariograms were spherical and exponential, with ranges of 10-80 m. Data for the variable 'GM' in the 0.20-0.30 and 0.30-0.40 m layers revealed a trend in data attributed to the occurrence of subsurface water flow. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.