Soil Density Characterization in Management Zones Based on Apparent Soil Electrical Conductivity in Two Field Systems: Rainfeed and Center-Pivot Irrigation
Abstract
:1. Introduction
2. Materials and Methods
3. Results
4. Discussion
5. Conclusions
Author Contributions
Funding
Data Availability Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
References
- CONAB—Companhia Nacional De Abastecimento. Acompanhamento da Safra Brasileira de Grãos, v.8—Safra 2020/21, nº 8—Oitavo Levantamento; CONAB: Brasília, Brasil, 2021; 115p. [Google Scholar]
- Londero, R.; de Oliveira, R.B.; do Nascimento, J.M.; Arcoverde, S.N.S.; Secretti, M.L. Dependência espacial da fertilidade do solo sob plantio direto e suas relações com a produtividade da soja. Cad. Cien. Agrárias 2020, 12, 1–8. [Google Scholar] [CrossRef]
- Salomão, P.E.A.; Kriebel, W.; dos Santos, A.A.; Martins, A.C.E. A importância do sistema de plantio direto na palha para reestruturação do solo e restauração da matéria orgânica. Res. Soc. Dev. 2020, 9, e154911870. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Gelain, E.; Bottega, E.L.; de Araujo Motomiya, A.V.; Marin, C.K.; de Oliveira, Z.B. Dependência e correlação espacial dos atributos de solo em função do arranjo amostral. Tecno-Lógica 2021, 25, 145–172. [Google Scholar] [CrossRef]
- Cintra, P.H.M.; Compagnon, A.M.; Arriel, F.H.; Ventura, G.S.; dos Santos, M.L.; Pimenta Neto, A.M. Variabilidade espacial e qualidade na semeadura de soja. Braz. Appl. Sci. Rev. 2020, 4, 1206–1221. [Google Scholar] [CrossRef]
- Cherubin, M.R.; Santi, A.L.; Eitelwein, M.T.; Amado, T.J.C.; Simon, D.H.; Damian, J.M. Dimensão da malha amostral para caracterização da variabilidade espacial de fósforo e potássio em Latossolo Vermelho. Pesqui. Agropecu. Bras. 2015, 50, 168–177. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Grego, C.R.; de Oliveira, R.P.; Vieira, S.R. Geoestatística aplicada à agricultura de precisão. In Agricultura de Precisão: Resultados de Um Novo Olhar; Bernardi, A.C.D.C., Naime, J.D.M., de Resende, A.V., Bassoi, L.H., Inamasu, R.Y., Eds.; Embrapa: Brasília, Brasil, 2014; pp. 74–83. [Google Scholar]
- Lopes, K.A.D.L.; Aguiar, F.I.D.S.; de Oliveira, I.R.; Dantas, J.S. Variabilidade espacial de atributos químicos de um argissolo amarelo distrocoeso em diferentes densidades de amostragem. Rev. Cien. Rural 2020, 22, 29–42. [Google Scholar] [CrossRef]
- Campos, B.H. Estudo de Caso de Atributos Físicos de Solo No Bioma Cerrado, Em Diferentes Sistemas de Uso e Manejo. Bachelor’s Thesis, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brasil, 2021; 35p. [Google Scholar]
- Stone, L.F.; da Silveira, P.M. Efeitos do sistema de preparo e da rotação de culturas na porosidade e densidade do solo. Rev. Bras. Cienc. Solo 2001, 25, 395–401. [Google Scholar] [CrossRef]
- United States Department of Agriculture [USDA]. Soil Taxonomy: Agriculture; Handbook; USDA: Washington, DC, USA, 1975; 436p.
- Corwin, D.L.; Hendrickx, J.M.H. Electrical Resistivity: Wenner Array. In Methods of Soil Analysis Part 4 Physical Methods; Silva, J.S., Ed.; SSSA Book Series: Madison, WI, USA, 2002; pp. 1282–1287. [Google Scholar]
- Corwin, D.L.; Lesch, S.M. Application of soil electrical conductivity to precision agriculture: Theory, Principles, and Guidelines. Agron. J. 2003, 95, 455–471. [Google Scholar] [CrossRef]
- Oliver, M.A.; Webster, R. A tutorial guide to geostatistics: Computing and modelling variograms and kriging. Catena 2014, 113, 56–69. [Google Scholar] [CrossRef]
- Valente, D.S.M. Desenvolvimento de um Sistema de Apoio à Decisão Para Definir Zonas de Manejo em Cafeicultura de Precisão. Ph.D. Thesis, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brasil, 2010; 122p. [Google Scholar]
- Cressie, N.A. Statistics for Spatial Data; John Wiley & Sons: New York, NY, USA, 1993; 900p. [Google Scholar]
- Tisseyre, B.; Mcbratney, A.B. A technical opportunity index based on mathematical morphology for site-specific management: An application to viticulture. Precis. Agric. 2008, 9, 101–113. [Google Scholar] [CrossRef]
- Warrick, A.W.; Nielsen, D.R. Spatial variability of soil physical properties in the field. In Applications of Soil Physics, Hillel, D.; Academic Press: New York, NY, USA, 1980; pp. 319–344. [Google Scholar]
- Custódio, G.D.; Ribon, A.A.; Fernandes, K.L.; Hermógenes, V.T.L.; Barros, L.R. Densidade do solo e densidade relativa-indicadores da qualidade física de um latossolo amarelo sob diferentes manejos de pastagens e mata nativa. Campo Digit. 2015, 10, 50–62. [Google Scholar]
- dos Santos, F.F.; Savioli, J.S.; dos Santos, L.G.; Leite, F.; Castaldo, J.H. Uso de bioestimulante na cultura da soja sobre tráfego controlado. Res. Soc. Dev. 2020, 9, e238997096. [Google Scholar] [CrossRef]
- Corá, J.E.; Araujo, A.V.; Pereira, G.T.; Beraldo, J.M.G. Variabilidade espacial de atributos do solo para adoção do sistema de agricultura de precisão na cana-de-açúcar. Rev. Bras. Cienc. Solo 2004, 28, 1013–1021. [Google Scholar] [CrossRef]
- Landim, P.M.B. Sobre geoestatística e mapas. Terrae Didat. 2006, 2, 19–33. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Peralta, N.R.; Costa, J.L.; Balzarini, M.; Angelini, H. Delineation of management zones with measurements of soil apparent electrical conductivity in the southeastern pampas. Can. J. Soil Sci. 2013, 93, 205–218. [Google Scholar] [CrossRef]
- Medeiros, W.N.; Valente, D.S.M.; de Queiroz, D.M.; Pinto, F.d.A.d.C.; de Assis, I.R. Condutividade elétrica aparente do solo em dois tipos de solo. Rev. Cien. Agron. 2018, 49, 43–52. [Google Scholar] [CrossRef]
- Alves, S.M.D.F.; Alcântara, G.R.; dos Reis, E.F.; de Queiroz, D.M.; Valente, D.S.M. Definição de zonas de manejo a partir de mapas de condutividade. Biosci. J. 2013, 29, 104–114. [Google Scholar]
- Bottega, E.L.; Dias, R.F.; Sari, E.L.; Dorneles, A.B.; Marin, C.K.; de Oliveira, Z.B. Zonas de manejo: A teoria na prática. Rev. Plantio Direto 2019, 171, 11–14. [Google Scholar]
- Molin, J.P.; Castro, C.N. Establishing management zones using soil electrical conductivity and other soil properties by the fuzzy clustering technique. Sci. Agric. 2008, 65, 567–573. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Michelon, C.J.; Carlesso, R.; Petry, M.T.; Melo, G.L.; Spohr, R.B.; de Andrade, J.G. Qualidade física dos solos irrigados de algumas regiões do Brasil Central. Rev. Bras. Eng. Agric. Ambient. 2009, 13, 39–45. [Google Scholar] [CrossRef]
- da Silveira, P.M.; Stone, L.F.; Alves Júnior, J.; da Silva, J.G. Efeitos do manejo do solo sob plantio direto e de culturas na densidade e porosidade de um Latossolo. Biosci. J. 2008, 24, 53–59. [Google Scholar]
- Assis, P.C.R.; Stone, L.F.; Medeiros, J.C.; Madari, B.E.; Oliveira, J.D.M.; Wruck, F.J. Atributos físicos do solo em sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta. Rev. Bras. Eng. Agric. Ambient. 2015, 19, 309–316. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Nicoloso, R.D.S.; Amado, T.J.C.; Schneider, S.; Lanzanova, M.E.; Girardello, V.C.; Bragagnolo, J. Eficiência da escarificação mecânica e biológica na melhoria dos atributos físicos de um latossolo muito argiloso e no incremento do rendimento de soja. R. Bras. Ci. Solo 2008, 32, 1723–1734. [Google Scholar] [CrossRef]
- Bono, J.A.M.; Macedo, M.C.M.; Tormena, C.A. Qualidade física do solo em um latossolo vermelho da região sudoeste dos cerrados sob diferentes sistemas de uso e manejo. Rev. Bras. Cienc. Solo 2013, 37, 743–753. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Bell, L.W. Impacts of soil compaction by livestock on crop productivity—A modelling analysis. In Proceedings of the 19th World Congress of Soil Science: Soil Solutions for a Changing World, Brisbane, Australia, 1–6 August 2010. [Google Scholar]
- Bicalho, I.M. Um estudo da densidade do solo em diferentes sistemas de uso e manejo. Enciclopédia Biosf. 2011, 7, 1–9. [Google Scholar]
- Mazurana, M.; Fink, J.R.; da Silveira, V.H.; Levien, R.; Zulpo, L.; Brezolin, D. Propriedades físicas do solo e crescimento de raízes de milho em um Argissolo Vermelho sob tráfego controlado de máquinas. Rev. Bras. Cienc. Solo 2013, 37, 1185–1195. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Kunz, M. Relações Físico—Hídricas De Um Latossolo Sob Plantio Direto. Master’s Thesis, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil, 2010; 48p. [Google Scholar]
- Cervelati, K.F.; de Sousa Neto, E.L.; Eguchi, E.S.; Silva, M.R.; Pierangeli, M.A.P. Efeito de diferentes sistemas de pastejo em atributos físicos do solo. PUBVET Publicações Em Med. Veterinária E Zootec. 2011, 5, 1142. [Google Scholar] [CrossRef]
- Collares, G.L. Compactação em Latossolos e Argissolo e Relação com Parâmetros de Solo e de Plantas. Ph.D. Thesis, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil, 2005; 107p. [Google Scholar]
- Chyba, J.; Kroulík, M.; Krištof, K.; Misiewicz, P.A.; Chaney, K. Influence of soil compaction by farm machinery and livestock on water infiltration rate on grassland. Agron. Res 2014, 12, 59–64. [Google Scholar]
Field | MZ | Attribute | Minimum | Mean | Maximum | Standard Deviation | CV (%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
A | 1 | ECa (mS m−1) | 3.62 | 6.91 | 8.48 | 0.98 | 14.18 |
Sd (0–0.1 m) | 1.31 | 1.34 | 1.38 | 0.04 | 3.05 | ||
Sm (0–0.1 m) | 0.110 | 0.128 | 0.145 | 0.018 | 13.84 | ||
Sd (0.1–0.2 m) | 1.50 | 1.53 | 1.56 | 0.03 | 1.94 | ||
Sm (0.1–0.2 m) | 0.103 | 0.124 | 0.138 | 0.018 | 14.85 | ||
Sand | - | 63 | - | - | - | ||
Silt | - | 19 | - | - | - | ||
Clay | - | 18 | - | - | - | ||
2 | ECa (mS m−1) | 8.49 | 10.05 | 14.94 | 1.12 | 11.14 | |
Sd (0–0.1 m) | 1.40 | 1.46 | 1.54 | 0.08 | 5.21 | ||
Sm(0–0.1 m) | 0.093 | 0.127 | 0.169 | 0.038 | 30.40 | ||
Sd (0.1–0.2 m) | 1.61 | 1.67 | 1.73 | 0.06 | 3.75 | ||
Sm (0.1–0.2 m) | 0.104 | 0.123 | 0.146 | 0.021 | 17.41 | ||
Sand | - | 62 | - | - | - | ||
Silt | - | 20 | - | - | - | ||
Clay | - | 18 | - | - | - |
Fields | MZ | Attributes | Minimum | Mean | Maximum | Standard Deviation | CV (%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
B | 1 | ECa (mS m−1) | 3.03 | 4.46 | 5.43 | 0.62 | 14.00 |
Sd (0–0.1 m) | 1.25 | 1.35 | 1.54 | 0.16 | 12.12 | ||
Sm (0–0.1 m) | 0.136 | 0.158 | 0.186 | 0.026 | 16.19 | ||
Sd (0.1–0.2 m) | 1.61 | 1.64 | 1.66 | 0.03 | 1.67 | ||
Sm (0.1–0.2 m) | 0.138 | 0.146 | 0.154 | 0.008 | 5.31 | ||
Sand | - | 59 | - | - | - | ||
Silt | - | 17 | - | - | - | ||
Clay | - | 24 | - | - | - | ||
2 | ECa (mS m−1) | 5.44 | 6.43 | 7.77 | 0.58 | 8.97 | |
Sd (0–0.1 m) | 1.26 | 1.46 | 1.62 | 0.18 | 12.29 | ||
Sm(0–0.1 m) | 0.132 | 0.140 | 0.148 | 0.008 | 5.40 | ||
Sd (0.1–0.2 m) | 1.65 | 1.74 | 1.81 | 0.08 | 4.87 | ||
Sm (0.1–0.2 m) | 0.119 | 0.126 | 0.137 | 0.010 | 7.82 | ||
Sand | - | 54 | - | - | - | ||
Silt | - | 22 | - | - | - | ||
Clay | - | 24 | - | - | - |
Field | Soil Depth (m) | Soil Density (g cm−3) | t-Value | d.f. | p-Value | |
---|---|---|---|---|---|---|
MZ 1 | MZ 2 | |||||
A | 0–0.1 | 1.34 | 1.46 | −2.42 | 4.00 | 0.07 |
0.1–0.2 | 1.53 | 1.67 | −3.39 | 4.00 | 0.03 | |
B | 0–0.1 | 1.35 | 1.46 | −0.73 | 4.00 | 0.51 |
0.1–0.2 | 1.64 | 1.74 | −1.84 | 4.00 | 0.14 |
MZ | Soil Depth (m) | Soil Density (g cm−3) | t-Value | d.f. | p-Value | |
---|---|---|---|---|---|---|
Field A | Field B | |||||
1 | 0–0.1 | 1.34 | 1.35 | −0.18 | 4.00 | 0.86 |
0.1–0.2 | 1.53 | 1.64 | −4.80 | 4.00 | 0.01 | |
2 | 0–0.1 | 1.46 | 1.46 | 0.01 | 4.00 | 1.00 |
0.1–0.2 | 1.67 | 1.74 | −1.17 | 4.00 | 0.31 |
Fields | MZ | Sd by Depths | t-Value | d.f. | p-Value | |
---|---|---|---|---|---|---|
(0–0.1 m) | (0.1–0.2 m) | |||||
A | 1 | 1.34 | 1.53 | −6.71 | 4.00 | 0.00 |
2 | 1.46 | 1.67 | −3.71 | 4.00 | 0.02 | |
B | 1 | 1.35 | 1.64 | −3.02 | 4.00 | 0.04 |
2 | 1.46 | 1.74 | −2.47 | 4.00 | 0.07 |
Disclaimer/Publisher’s Note: The statements, opinions and data contained in all publications are solely those of the individual author(s) and contributor(s) and not of MDPI and/or the editor(s). MDPI and/or the editor(s) disclaim responsibility for any injury to people or property resulting from any ideas, methods, instructions or products referred to in the content. |
© 2023 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Share and Cite
Bottega, E.L.; Marin, C.K.; Oliveira, Z.B.d.; Lamb, C.d.C.; Amado, T.J.C. Soil Density Characterization in Management Zones Based on Apparent Soil Electrical Conductivity in Two Field Systems: Rainfeed and Center-Pivot Irrigation. AgriEngineering 2023, 5, 460-472. https://doi.org/10.3390/agriengineering5010030
Bottega EL, Marin CK, Oliveira ZBd, Lamb CdC, Amado TJC. Soil Density Characterization in Management Zones Based on Apparent Soil Electrical Conductivity in Two Field Systems: Rainfeed and Center-Pivot Irrigation. AgriEngineering. 2023; 5(1):460-472. https://doi.org/10.3390/agriengineering5010030
Chicago/Turabian StyleBottega, Eduardo Leonel, Cristielle König Marin, Zanandra Boff de Oliveira, Christiano de Carvalho Lamb, and Telmo Jorge Carneiro Amado. 2023. "Soil Density Characterization in Management Zones Based on Apparent Soil Electrical Conductivity in Two Field Systems: Rainfeed and Center-Pivot Irrigation" AgriEngineering 5, no. 1: 460-472. https://doi.org/10.3390/agriengineering5010030
APA StyleBottega, E. L., Marin, C. K., Oliveira, Z. B. d., Lamb, C. d. C., & Amado, T. J. C. (2023). Soil Density Characterization in Management Zones Based on Apparent Soil Electrical Conductivity in Two Field Systems: Rainfeed and Center-Pivot Irrigation. AgriEngineering, 5(1), 460-472. https://doi.org/10.3390/agriengineering5010030