Dependência espacial e krigagem para a estimativa textural de solos em São João Evangelista
PDF

Palavras-chave

Areia. Silte. Argila. Geoestatística. Método probabilístico.

Como Citar

Lafetá, B. O. L., Paes, P. B., Rodrigues, S. D. A., Carvalho, G. W. de A., Penido, T. M. A., Vieira, D. dos S., & Fontan, I. da C. I. (2022). Dependência espacial e krigagem para a estimativa textural de solos em São João Evangelista. ForScience, 10(1), e01081. https://doi.org/10.29069/forscience.2022v10n1.e1081

Resumo

Investigações científicas sobre a distribuição espacial de atributos texturais de solo subsidiam o planejamento da coleta de amostras para análise granulométrica, importante para a definição de tratos culturais. O objetivo foi avaliar o desempenho de diferentes métodos de krigagem e modelos matemáticos de semivariograma teórico na estimativa textural em uma área de Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico. O estudo foi conduzido em uma área de 41,07ha no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais, campus São João Evangelista. Estabeleceu-se uma grade amostral regular de 130 × 130m, totalizando 33 pontos amostrais georreferenciados. A análise de interpolação espacial adotou dois métodos de krigagem (simples e ordinária) e três modelos de semivariograma teórico (esférico, exponencial e gaussiano). A intensidade da dependência espacial das frações silte e argila tenderam a ser menores que aquela da fração areia. Para fins texturais, estimou-se o tamanho ideal de glebas circulares de 18,48ha para a obtenção de amostras compostas de solo. Conclui-se que a krigagem simples associada ao modelo de semivariograma gaussiano é eficiente para análises de interpolação espacial de frações de areia e argila. A combinação desse método de krigagem com o modelo de semivariograma esférico é preciso para a estimativa da fração silte.

Palavras-chave: Areia. Silte. Argila. Geoestatística. Método probabilístico.

 

Space dependence and kriging for soils texture estimate in São João Evangelista, Minas Gerais, Brazil

Abstract

Scientific investigations concerning the spatial distribution of soil textural attributes support planning of sample collection for granulometric analysis, important for definition of cultural tracts. This work aimed to evaluate the performance of different kriging methods and mathematical models of theoretical semivariogram in textural estimation of adystrophic Red Yellow Latosol. The study area has 41.07ha at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Minas Gerais, campus São João Evangelista. A regular sampling grid of 130 × 130m was established, totaling 33 georeferenced sample points. Spatial interpolation analysis adopted two kriging methods (simple and ordinary) and three theoretical semivariogram models (spherical, exponential and Gaussian). Spatial dependence intensity of the silt and clay fractions tended to be less than that of the sand fraction. For textural purposes, the ideal size of 18.48 ha circular plots was estimated for obtaining samples of soil. It is concluded that the simple kriging associated with gaussian semivariogram model is efficient for spatial interpolation analyzes of sand and clay fractions. The combination of this kriging method with spherical semivariogram model is required for estimating the silt fraction.

Keywords: Sand. Silt. Clay. Geostatistics. Probabilistic method.

https://doi.org/10.29069/forscience.2022v10n1.e1081
PDF

Referências

ABU-HAMDEH, N. H. et al. Effect of tillage systems and polyacrylamide on soil physical properties and wheat grain yield in arid regions differing in fine soil particles. Archives of Agronomy and Soil Science, Londres, v. 65, n. 2, p. 182-196, 2019. Disponível em: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/03650340.2018.1492114. Acesso em: 10 jul. 2021.

BEVINGTON, J. et al. Factorial kriging analysis leverages soil physical properties and exhaustive data to predict distinguished zones of hydraulic properties. Computers and Electronics in Agriculture, Amsterdã, v. 156, p. 426-438, 2019. Disponível em:. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168169917305173. Acesso em: 10 jul. 2021.

CANTARUTTI, R. B.; ALVAREZ V. V. H.; RIBEIRO, A. C. Amostragem do solo. In: RIBEIRO, A. C.; GUIMARÃES, P. T. G.; ALVAREZ, V. V. H. (eds). Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais (5ª Aproximação). Viçosa: UFV, 1999. p. 13-20.

CENTENO, L. N. et al. Textura do solo: conceitos e aplicações em solos arenosos. Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade, Pelotas, v. 4, n. 1, p. 31-37, 2017. Disponível em: https://periodicos.ufpel.edu.br/ojs2/index.php/RBES/article/view/11576. Acesso em: 10 jul. 2021.

EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de métodos de análise de solos. 2. ed. Rio de Janeiro: Embrapa, 1997. 212p.

FERRAZ, G. A. S. et al. Plant sampling grid determination in precision agriculture in coffee field. Coffee Science, Lavras, v. 13, n. 1, p. 112-121, 2018. Disponível em: http://www.coffeescience.ufla.br/index.php/Coffeescience/article/view/1391. Acesso em: 10 jul. 2021.

FERREIRA, D. F. Estatística básica. Lavras: UFLA, 2005. 664p.

GALLART, M. et al. Field-scale variability in site conditions explain phenotypic plasticity in response to nitrogen source in Pinus radiata D. Don. Plant and Soil, Berna, v. 443, p. 353-368, 2019. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-019-04237-0. Acesso em: 10 jul. 2021.

GONZÁLEZ-GONZÁLEZ, M. G. et al. Citrus yield: a dashboard for mapping yield and fruit quality of citrus in precision agriculture. Agronomy, Basel, v. 10, n. 128, p. 1-13, 2020. Disponível em: https://www.mdpi.com/2073-4395/10/1/128. Acesso em: 10 jul. 2021.

GUARÇONI, A.; ALVAREZ, V. H.; SOBREIRA, F. M. Fundamentação teórica dos sistemas de amostragem de solo de acordo com a variabilidade de características químicas. Terra Latinoamericana, Chapingo, v. 35, n. 4, 2017. Disponível em: http://www.scielo.org.mx/pdf/tl/v35n4/2395-8030-tl-35-04-00343.pdf. Acesso em: 10 jul. 2021.

IAC – INSTITUTO AGRONÔMICO DE CAMPINAS. Análise do solo, plantas, substratos resíduos e fertilizantes. Disponível em: http://www.iac.sp.gov.br/. Acesso em: 15 mar. 2020.

INMET – INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Banco de dados meteorológicos para ensino e pesquisa. Brasília. Disponível em: http://www.inmet.gov.br/. Acesso em: 15 mar. 2020.

JOZEFACIUK, G. et al. New method for quantifying water stability of soil aggregates from air bubbling after immersion. Measurement, Amsterdã, v. 155, p. 1-11, 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0263224120301068. Acesso em: 10 jul. 2021.

KHANBABAKHANI, E.; TORKASHVAND, A. M.; MAHMOODI, M. A. The possibility of preparing soil texture class map by artificial neural networks, inverse distance weighting, and geostatistical methods in Gavoshan dam basin, Kurdistan Province, Iran. Arabian Journal of Geosciences, Amsterdã, v. 13, n. 237, p. 1-14, 2020. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s12517-020-5134-1. Acesso em: 10 jul. 2021.

LAFETÁ, B. O. et al. Sampling of chemical attributes in forest soils. Floresta, Curitiba, v. 49, n. 2, p. 305-316, 2019. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/floresta/article/view/57705. Acesso em: 10 jul. 2021.

LI, J.; WAN, H.; SHANG, S. Comparison of interpolation methods for mapping layered soil particle-size fractions and texture in an arid oasis. Catena, Amsterdã, v. 190, p. 1-15, 2020.

Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0341816220300631. Acesso em: 10 jul. 2021.

LUNDGREN, W. J. C.; SILVA, J. A. A.; FERREIRA, R. L. C. Influência do tipo de amostragem na estimativa de volume de madeira de eucalipto por krigagem. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 23, n. 4, p. 511-523, 2016. Disponível em: https://www.scielo.br/j/floram/a/RbPDJpKHwYvNmbsCMSr3Hqc/?lang=pt. Acesso em: 10 jul. 2021.

MAES, W. H.; STEPPE, K. Perspectives for remote sensing with unmanned aerial vehicles in precision agriculture. Trends in Plant Science, Amsterdã, v. 24, n. 2, p. 152–164, 2019. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1360138518302693. Acesso em: 10 jul. 2021.

MAIMAITIJIANG, M. et al. Unmanned aerial system (UAS) – based phenotyping of soybean using multi-sensor data fusion and extreme learning machine. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Amsterdã, v. 134, p. 43-58, 2017. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924271617303246. Acesso em: 10 jul. 2021.

MEDAUAR, C. C.et al. Monitoring of eucalyptus sprouts control using digital images obtained by unmanned aerial vehicle. Journal of Sustainable Forestry, Londres, v. 37, n. 7, p. 739-752, 2018. Disponível em: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10549811.2018.1478309. Acesso em: 10 jul. 2021.

R CORE TEAM. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing. 2018. Disponível em: https://cran.r-project.org/bin/windows. Acesso em: 10 jul. 2021.

SALEKIN, S.et al. Modelling the effect of microsite influences on the growth and survival of juvenile Eucalyptus globoidea (Blakely) and Eucalyptus bosistoana (F. Muell) in New Zealand. Forests, Basel, v. 10, n. 857, p. 1-21, 2019. Disponível em: https://www.mdpi.com/1999-4907/10/10/857. Acesso em: 10 jul. 2021.

SANTOS, G. R. et al. Krigagem simples versus krigagem universal: qual o preditor mais preciso? Energia na Agricultura, Botucatu, v. 26, n. 2, p. 49-55, 2011. Disponível em: https://revistas.fca.unesp.br/index.php/energia/article/view/209/123. Acesso em: 10 jul. 2021.

SHAHRIARI, M. et al. Predicting regional spatial distribution of soil texture in floodplains using remote sensing data: a case of southeastern Iran. Catena, Amsterdã, v. 182, p. 1-12, 2019. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0341816219302917. Acesso em: 10 jul. 2021.

SILVA, V. E. et al. Liming influence on the spatial variability of the leaf chemical composition and in the initial growth of the Eucalyptus. Journal of Geospatial Modelling, São Luís, v. 2, n. 1, p. 1-11, 2017. Disponível em: http://periodicoseletronicos.ufma.br/index.php/geospatial/article/view/5885. Acesso em: 10 jul. 2021.

SULIEMAN, M. M.; ALGARNI, A. M. Soil organic carbon mapping and prediction based on depth intervals using kriging technique: a case of study in alluvial soil from Sudan. Eurasian Journal of Soil Science, Samsun, v. 8, n. 1, p. 44-53, 2019. Disponível em:

https://www.proquest.com/openview/88fca6712825e86eb427d4da570d9cd3/1?pq-origsite=gscholar&cbl=2040500. Acesso em: 10 jul. 2021.

TAKOUTSING, B. et al. Landscape approach to assess key soil functional properties in the highlands of Cameroon: repercussions of spatial relationships for land management interventions. Journal of Geochemical Exploration, Amsterdã, v. 178, p. 35-44, 2017. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0375674217302157. Acesso em: 10 jul. 2021.

UYANIK, O. Estimation of the porosity of clay soils using seismic P- and S-wave velocities. Journal of Applied Geophysics, Amsterdã, v. 170, p. 1-8, 2019. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926985119304550. Acesso em: 10 jul. 2021.

WACHOWIAK, M. P. et al. Visual analytics and remote sensing imagery to support community-based research for precision agriculture in emerging areas. Computers and Electronics in Agriculture, Amsterdã, v. 143, p. 149-164, 2017. Disponível em:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168169916309401. Acesso em: 10 jul. 2021.

WANG, Z. et al. Comparison of additive and isometric log-ratio transformations combined with machine learning and regression kriging models for mapping soil particle size fractions. Geoderma, Amsterdã, v. 365, p. 1-16, 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016706118313582. Acesso em: 10 jul. 2021.

Creative Commons License

Este trabalho está licensiado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Copyright (c) 2022 Array