Kriging Versus Cokriging and Collokated Cokriging for Soil Physical-Hydraulic Attributes and their Influence on Soybean Growth

Abstract in Brazil, management agricultural practices not currently consider the soil spatial variability as a result, crop growth can be non-uniform and yields often is low. This research aims to compare Kriging, Cokriging and Collocated cokriging using soil physical and hydraulic properties and their influences on soybean development. We hypothesized that spatial variability of physical and hydraulic properties has influence on soybean development and this variability can be better represented by Collocated Cokriging method. To test these hypotheses, we accessed the soil physical and hydraulic attributes in a field experiment under no-till system, cultivated with soybean. Geostatistical interpolators were applied to generate maps from which spatial dependence of the variables was evaluated. The experiment was conducted on a sandy clay loam Oxisol, on an experimental station located in Ponta Grossa, Paraná, Brazil. Evaluation of the soil attributes was performed: bulk density (BD), particle size distribution, saturated soil hydraulic conductivity (K fs ), total porosity (TP), macroporosity and microporosity. The plant was plant height and stand. Data analysis were performed by geostatistical methods; the spatial dependence was established using experimental univariate and cross semivariograms with datasets. Modeling semivariograms led to the generation of attribute maps by Kriging, Cokriging and Collocated cokriging. The estimation by Cokriging and Collocated cokriging was similar from Kriging. From the semivariogram, it was possible to identify that soil and plant attributes were spatially related with each other. The soya growth was mainly changed by slope of the area and little changed by saturated hydraulic conductivity.

Influencia del sustrato en la composición de la ictiofauna en zonas someras de la laguna costera Barra de Navidad, México

Introducción: Las lagunas costeras son hábitats importantes para los peces costeros y juegan un rol esencial como áreas de crianza para muchas especies. Mientras que los efectos de la salinidad y la temperatura sobre la abundancia de los peces han sido bien documentados, las investigaciones sobre la influencia de las características del sustrato son más escasas. Objetivo: Investigar la correlación de la salinidad, la temperatura y las características del sedimento con las variaciones espaciales y temporales de la composición de la ictiofauna en las zonas someras de la laguna costera Barra de Navidad. Métodos: Se tomaron muestras de la ictiofauna con un chinchorro playero a lo largo de un periodo de dos años en cuatro sitios de la laguna. La salinidad y la temperaturadel agua se midieron simultáneamente con las operaciones de muestreo. Se determinaron el tamaño de partículas del sedimento y su contenido de materia orgánica en cuatro momentos a lo largo del periodo de muestreo.Métodos multivariantes fueronutilizados para el análisis de los datos. Resultados: Un total de 13 487 peces pertenecientes a 69 especies fueron recolectados, pero solo cinco taxones(Eucinostomus currani, Mugil setosus, Anchoa sp., Diapterus brevirostris, Centropomus robalito) conformaron más del 80 % de los individuos. Se encontraron diferencias significativas en la composición de la ictiofauna entre todos los sitios de muestreo y entre las estaciones del año. El análisis de redundancia mostró que los cambios en la ictiofauna estuvieron relacionados principalmente con el porcentaje de lodo y el contenido de materia orgánica del sedimento, como expresión de un gradiente espacial. La influencia de la salinidad y la temperatura fue significativa también, pero estas variables explicaron una proporción menor de la variabilidad observada y estuvieron relacionadas principalmente con los cambios estacionales. Conclusiones: El tamaño de las partículas del sedimento y el contenido de materia orgánica del mismo son los factores abióticos más importantes que influyen en los cambios espaciales de la composición de la ictiofauna. Los cambios estacionales estuvieron correlacionados con cambios en la salinidad y la temperatura, pero podrían estar vinculados también a procesos biológicos como la reproducción y el reclutamiento.

Introduction: Coastal lagoons are important habitats for coastal fishes playing an essential role as nursery areas for many species.While the effects of salinity and temperature on fish abundance spatial and temporal variation have been well documented, research on the influence of substrate characteristics is scarce. Objective: To investigatethe correlation of salinity, temperature and sediment characteristics with spatial and temporal variations of the ichthyofauna composition in Barra de Navidad coastal lagoon´s shallow zones. Methods: Samples of ichthyofauna were taken with a beach purse seine along a period of two years in four sites. Water salinity and temperature were measured simultaneously with fish sampling operations. Sediment particle size and organic matter content were determined four times at each site during the sampling period. Multivariate methods were used for data analyses. Results: A total of13 487 fish pertaining to 69 species were collected, but only five taxa (Eucinostomus currani, Mugil setosus, Anchoa sp., Diapterus brevirostris, Centropomus robalito) made up more than 80 % of the individuals. Significant differences among all sampling sites and between seasons were found for the ichthyofauna composition. Redundancy analysis showed that changes in ichthyofaunal composition were mainly related to the percentage of mud and organic matter in sediments expressing a spatial gradient. The influence of salinity and temperature was also significant, but these variables explained a smaller proportion of the observed variability and were related mainly to seasonal changes. Conclusions: Sediment particle size and organic matter content are the most important abiotic factors influencing spatial changes in shallow water ichthyofaunal composition. Seasonal changes were correlated with changes in salinity and temperature but could also be related to biological processes such as reproduction and recruitment.

Soil attributes and weed seedbank spatial correlation / Correlação espacial entre atributos físicos e químicos do solo e o banco de sementes de plantas infestantes

The crop yield potential is affected by the crop-weed competition and their control create a dependence on herbicide use who brings, as consequence, soil impacts. Knowing the weed's spatial distribution on the field is a feasible alternative for improving the crop yield. The goal of this paper is the identification of the spatial variability on physical and chemical attributes of soil as well as the weed's seedbank so that, when correlated, may find standards to help on field management. The experiment was conducted on Uberlandia Federal University premises at soybean no-till area. Using georeferenced soil samples, were analyzed the physical and chemical attributes as well as the weed's seedbank. The weed population on controlled environment was quantify, sorting out broadleaf and grassy weeds species. The obtained data were analyzed by descriptive statistic and geostatistics for a semivariogram modeling, interpolation by the kriging methodology and the spatial variability maps achievement. The average value, coefficient of variation (CV%), asymmetry, kurtosis coefficient and the significant linear correlations interfered on data spatial variability which we concluded by the spatial dependences on the attributes that had a linear correlation between them. The semivariograms presented varied range between 202 to 752 meters. Using the maps, verified two different regions for the broadleaf and grassy weeds seedbank. For both situations there was influence by the soil attributes on infestation level, which makes it possible to target the herbicide management reducing costs and the environmental impact. From the analyzed data we conclude that there is a spatial dependence for the physical and chemical soil attributes and their spatial distribution explains the weed seedbank spatial variability.

O potencial produtivo das culturas é afetado pela competição por plantas infestantes e o seu controle cria dependência no uso de herbicidas, com consequente impacto ao solo. Conhecer o comportamento espacial das espécies infestantes é alternativa viável no aumento do lucro das lavouras. O presente trabalho teve por objetivo identificar o comportamento espacial nos atributos físicos e químicos do solo e no banco de sementes de plantas infestantes, de maneira que, ao correlacioná-los possa-se encontrar padrões que auxiliem no manejo das áreas agrícolas. O estudo foi realizado em área pertencente à Universidade Federal de Uberlândia-MG em área cultivada com soja em plantio direto. A partir de amostragens georreferenciadas foi realizada avaliação química e física do solo e determinação do banco de sementes de plantas infestantes. Foi mensurado o número de plantas infestantes em ambiente controlado, separando as espécies germinadas em Folha Estreita e Folha Larga. Os dados foram avaliados pela estatística descritiva e geoestatística, para ajuste de semivariogramas, interpolação por krigagem e obtenção de mapas de distribuição espacial. Os valores de média, CV%, assimetria, curtose, e as correlações lineares significativas inferiram no comportamento espacial dos dados, comportamento verificado pela dependência espacial observada para os atributos com correlação linear significativa entre eles. Os semivariogramas apresentaram alcance variando entre 202 m e 752 m. A partir dos mapas verifica-se duas regiões distintas para o banco de plantas infestantes de folha estreita e larga. Para ambas situações houve contribuição dos atributos do solo nos níveis de infestação, o que possibilita o direcionamento no ajuste de doses herbicidas para redução de custos e impacto ambiental. A partir dos dados conclui-se que há comportamento espacial para atributos químicos e físicos de solo, e a sua distribuição espacial explica o comportamento espacial do banco de sementes de plantas infestantes.

Cluster analysis identified rainfall homogeneous regions in Tocantins state, Brazil / Análises de agrupamento identificaram regiões pluviometricamente homogêneas no estado de Tocantis, Brasil

Identifying homogeneous regions regarding the monthly rainfall is relevant in agricultural planning, especially in relation to the installation of crops. Thus, the aim of this study was to apply the cluster analysis using Ward's algorithm to identify homogeneous regions in Tocantins State. Rainfall database of 34 stations (sites) of Tocantins, from 1976 to 2012, it were obtained of the Database of the Agência Nacional de Águas, Instituto Nacional de Meteorologia and Serviço Meteorológico do Brasil. Thus, were formed 408 time series (12 months × 34 sites) wherein AA technique was applied in conjunction with Ward's algorithm. Three homogeneous regions in relation to monthly rainfall were identified. Group 1, located in the extreme north of the state, has intermediate average values (135.58 mm) to the other groups. Group 2 showed the greatest variance (13,543.68 mm²) and higher average (162.19 mm) for the studied period. On the other hand, group 3 has the lowest average rainfall (117.93 mm) among the homogeneous groups. Separating the groups followed a north-south alignment which suggests that latitude is the physiographic factor that most influences the occurrence of monthly rainfall in the State of Tocantins.

A identificação de regiões homogêneas quanto a chuva mensal é relevante no planejamento agrícola, sobretudo no que diz respeito à instalação de culturas. Assim, o objetivo deste estudo foi aplicar a análise de agrupamento (AA) em conjunto com o algoritmo de Ward para identificar regiões homogêneas no Estado do Tocantins. Dados de precipitação mensal de 34 estações (locais) do Tocantins, de 1976 a 2012, foram obtidos do banco de dados da Agência Nacional de Águas, Instituto Nacional de Meteorologia e Serviço Meteorológico do Brasil. Assim, foram formadas 408 séries temporais (12 meses x 34 locais) em que foi aplicada a técnica AA em conjunto com o algoritmo de Ward. Foram identificadas três regiões homogenias quanto a precipitação mensal. O grupo 1, localizado no extremo-norte do estado, possui valores médios intermediários (135.58 mm) aos outros grupos. O grupo 2 apresentou a maior variância (13,543.68 mm²) e maior média (162.19 mm) para o período de estudo. Por outro lado, o grupo 3 possui a menor média pluviométrica (117,93 mm) dentre os grupos homogêneos. A separação dos grupos seguiu um alinhamento Norte-Sul, o que sugere que a latitute é o fator fisiográfico que mais influência na ocorrência da precipitação mensal no Estado do Tocantins.

Chemical soil attributes evaluated by multivariate techniques and geostatistics in the area with agroforestry and sugarcane in Humaitá, AM, Brazil / Atributos químicos do solo avaliados por técnicas multivariadas e geoestatísticas em área com agrofloresta e cana-de-açúcar em Humaitá, AM, Brasil

Studies on the spatial behavior of soil attributes in the Amazon region are still very incipient. In this sense, the objective of this work was to evaluate the chemical attributes through multivariate techniques and geoestatistics in the area with agroforestry and sugarcane in Humaitá, AM, Brazil. The study was carried out in a farm in Humaitá city, Amazonas State. The studied area was divided into 70.00 m x 70.00 m meshes with a regular spacing of 10 m, totaling 64 points and then, soil samples were collected at 0.0-0.2 m and 0.4-0.6 m depths. We performed chemical analyses of the attributes of soil. Then, it was applied descriptive statistics, multivariate and geostatistics. In conclusion, our findings suggest that for most of the chemical attributes was observed spatial dependence in both areas, with DSD varying from weak to moderate, with prevalence of the weak one. The multivariate analysis was efficient in the selection of chemical soil attributes that best represented the agroforestry environments and sugarcane. The results of this study will serve as a basis for further studies on these environments and other systems within the region; moreover serving as a basis for agricultural planning aiming a better environmental sustainability.

Existe uma carência de estudos enfocando o comportamento espacial de atributos químicos no Amazonas. Neste sentido o objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos químicos do solo por meio de técnicas multivariadas e geoestatística em área com agrofloresta e cana-de-açúcar em Humaitá, AM, Brasil. O estudo foi realizado em uma propriedade rural em Humaitá, Amazonas. Nestas áreas foram estabelecidas malhas de 70,00 m x 70,00 m, com espaçamento regular de 10,00 x 10,00 m totalizando 64 pontos e em seguida, coletadas amostras de solos na profundidade de 0,0-0,20 e 0,40 ­ 0,60 m. Foram determinados os atributos químicos (pH, MO, P, K, Ca, Mg, SB, CTC, V% e H+Al). Utilizaram-se técnicas de estatística descritiva, multivariada e geoestatística. Em conclusão, nossos resultados sugerem que, para a maioria dos atributos químicos foi observada dependência espacial em ambas as áreas, com DSD variando de fraca a moderada, com prevalência de um fraco e a análise multivariada foi eficiente na seleção de atributos químicos do solo que melhor representou os ambientes de agrofloresta e cana de açúcar.

The effects of rainfall and vegetation on litterfall production in the semiarid region of northeastern Brazil / Efeitos da precipitação e da vegetação sobre a produção de serapilheira em uma área do semiárido do nordeste brasileiro

AbstractLitterfall has a strong influence on biodiversity and on the chemical and physical characteristics of the soil. Its production can be quite variable over time and space, and can be influenced by both natural and anthropogenic factors. We evaluated litterfall production and its relationship with rainfall, species richness, and the densities of the arboreal vegetation. Thirty litter traps were constructed with 1.0 m2 nylon mesh (1.0 mm) and randomly installed within a 2000 m × 500 m area of arboreal/shrub Caatinga (dryland) vegetation. Litter samples were collected monthly from November/2010 to June/2012, and the collected material was classified, dried, and weighted. Species richness and tree densities were determined by conducting phytosociological surveys in 20 m × 20 m plots surrounding each of the litter traps. The litterfall accumulation rate was 3.673 Mgha–1yr–1, similar to values from other seasonally dry tropical forests. Litterfall production was continuous, and principally accompanied the rainfall rate, but with a time interval of 2 to 3 months, with the greatest accumulation at the beginning of the dry season and the least during the rainy season. The different fractions of materials demonstrated distinct accumulation rates, with leaves being the principal category. Litterfall production was found to be related to tree density, but no link was found to species richness. The observed temporal heterogeneity of litterfall production demonstrated a strong link between rainfall and the dynamics of nutrient cycling in the semiarid region of Brazil.

ResumoA serapilheira exerce forte influência sobre a biodiversidade e as características físicas e químicas do solo. Sua produção pode ser bastante variável no tempo e no espaço e pode ser influenciada por fatores naturais e antropogênicos. Este estudo buscou avaliar a taxa de produção de serapilheira e a sua relação com a precipitação, riqueza de espécies e densidade da vegetação arbórea. No interior de uma área de 2000 m × 500 m foram sorteados aleatoriamente 30 pontos amostrais e em cada um deles instalado um coletor de aço de 1,0 m2. As coletas ocorreram mensalmente de novembro de 2010 a junho de 2012. O material coletado foi triado, secado e pesado. A riqueza de espécies e a densidade de árvores foram obtidas através de estudo fitossociológico em 30 parcelas de 20 m × 20 m. Foi registrada uma produção de serapilheira de 3,673 Mgha–1yr–1, taxa condizente com os valores encontrados para florestas tropicais sazonalmente secas. A produção de serapilheira foi contínua entre os meses, acompanhando principalmente o efeito tardio da precipitação (dois a três meses anteriores) e apresentou maior deposição no período do início da estação seca e menor no chuvoso. As frações do material apresentaram taxas de contribuição distintas, sendo a de folha a maior contribuinte. A produção de serapilheira também foi relacionada com a densidade de árvores, porém não houve relação com a riqueza de espécies. A heterogeneidade temporal da produção de serapilheira evidencia a forte ligação entre as chuvas e a dinâmica de ciclagem de nutrientes na região semiárida do Brasil.

Características morfogênicas e estruturais do capim-braquiária em locais do mesmo pasto com distintos graus de pastejo / Morphogenetical and structural characteristics of signal grass in the locations of same pasture with different grazing degrees

Em locais de um mesmo pasto, existem plantas submetidas aos distintos graus de pastejo, o que desencadeia mudanças nas suas características morfogênicas e estruturais, como forma de otimizar o seu crescimento e persistência. Desse modo, objetivou-se avaliar a morfogênese de perfilhos em locais do mesmo pasto de Brachiaria decumbens cv. Basilisk (capim-braquiária) com níveis de pastejo variáveis, quais sejam: local com subpastejo, com pastejo adequado e com sobrepastejo. O capim-braquiária foi manejado em lotação contínua com bovinos e com altura média de 25 cm. Adotou-se o delineamento em blocos casualizados com três repetições. A taxa de aparecimento foliar foi inferior no local subpastejado em relação aos demais locais avaliados. Contudo, o filocrono, a duração de vida da folha, o número de folha morta e as taxas de alongamento de colmo e de senescência foliar foram maiores no local subpastejado, quando cotejado aos locais com pastejo adequado e com sobrepastejo. Os números de folhas expandidas, em expansão e vivas não diferiram entre os locais avaliados. A taxa de alongamento foliar e os comprimentos da lâmina foliar e do pseudocolmo foram menores no local com sobrepastejo em comparação aos outros locais avaliados. O pastejo desuniforme dos bovinos faz com que as características morfogênicas e estruturais dos perfilhos de B. decumbens sejam variáveis no plano horizontal da pastagem, o que resulta na estrutura horizontal do pasto.

In areas the same pasture, there are plants of different grazing degrees, which triggers changes in their morphogenetic and structural characteristics as a way to optimize their growth and persistence. Thus, this study was conducted to evaluate the morphogenesis of tillers in areas of same Brachiaria decumbens cv. Basilisk pasture (signalgrass) with variable grazing levels, namely: undergrazed site, site with proper grazing and overgrazed site. The signalgrass was managed with grazing cattle and with an average height of 25 cm. The randomized block design with three replications was adopted. The leaf appearance rate was lower in undergrazed site compared to other sites evaluated. However, the phyllochron, the leaf lifespan, the dead leaf number and stem elongation and leaf senescence rates were greater in undergrazed site when comparing the sites with proper and over grazing. The numbers of expanded, expanding and live leaves did not differ between the sites evaluated. The leaf elongation rate and the leaf and stem lengths were lower in overgrazed site compared to other sites evaluated. The uneven grazing of cattle causes variability in morphogenetic and structural characteristics of B. decumbens tillers in horizontal plane of pasture, resulting in the horizontal structure of pasture.

Chemical defense in the red seaweed Plocamium brasiliense: spatial variability and differential action on herbivores / Defesa química na macroalga marinha vermelha Plocamium brasiliense: variabilidade espacial e diferentes ações sobre herbívoros

Species of Plocamium are known as prolific sources of halogenated secondary metabolites exhibiting few explored ecological roles. In this study the crude extracts from specimens of P. brasiliense collected in two distinct places, Enseada do Forno and Praia Rasa, Búzios, Estado do Rio de Janeiro, were evaluated as defense against the sea urchin Lytechinus variegatus and the crab Acanthonyx scutiformis. These specimens produce a similar amount of crude extract and also halogenated monoterpene compound-types, but individuals of P. brasiliense from Praia Rasa exhibit a major compound representing about 59% of the total chemicals. Natural concentrations of the crude extracts obtained from both specimens of P. brasiliense significantly inhibited the herbivory by the sea urchin L. variegatus, but had no significant effect on the feeding by A. scutiformis, a crab commonly associated to chemically defended host. Crude extract from P. brasiliense collected at Praia Rasa was more efficient as defense against L. variegatus than that crude extract from populations of this alga from Enseada do Forno, probably due to presence of a major secondary metabolite. These two studied population live under different environmental conditions, but they are only about 30 Km apart. However, it is impossible to affirm that environmental characteristics (abiotic or biotic) would be responsible for the difference of defensive potential found in the two populations of P. brasiliense studied here. Further genetic studies will be necessary to clarify this question and to explain why populations of a single species living in different but close locations can exhibit distinct chemicals.

Espécies de Plocamium são conhecidas como fontes prolíficas de metabólitos secundários halogenados com significados ecológicos pouco conhecidos. Neste trabalho extratos brutos de espécimes de P. brasiliense coletados em duas localidades distintas, Enseada do Forno e Praia Rasa, Búzios, Estado do Rio de Janeiro, foram avaliados como defesa química contra o ouriço Lytechinus variegatus e o caranguejo Acanthonyx scutiformis. Estes espécimes produzem teores similares de extrato bruto e tipos de substâncias monoterpenos halogenados, mas os indivíduos da Praia Rasa possui um componente majoritário representando 59% do total de metabólitos. Concentrações naturais dos extratos brutos destes espécimes inibiram significativamente o consumo por L. variegatus, mas não causaram qualquer efeito sobre A. scutiformis, um caranguejo comumente associado a P. brasiliense, um hospedeiro quimicamente defendido. O extrato bruto de P. brasiliense coletada na Praia Rasa foi mais eficiente como defesa frente a L. variegatus do que aquele obtido de população desta alga da Enseada do Forno, provavelmente pela presença de uma substância majoritária. Estas duas populações de P. brasiliense estudadas vivem sob diferentes condições ambientais, mas distantes somente cerca de 30 km. Entretanto, é impossível afirmar que características ambientais (abióticas ou bióticas) seriam responsáveis pelas diferenças de potencial defensivo encontrados nestas duas populações de P. brasiliense estudadas. Futuros estudos genéticos são necessários para esclarecer esta questão e para explicar porque populações de uma mesma espécie vivendo em regiões tão próximas, mas ambientalmente distintas, produzem substâncias distintas.

Limnology of a lateral lagoon system connected to a Neotropical reservoir (Rosana reservoir, São Paulo/Paraná, Brazil) / Limnologia de um sistema de lagoas laterais conectadas a um reservatório Neotropical (reservatório de Rosana, Estado de São Paulo/Paraná, Brasil)

The aim of this work was to perform a comparative analysis of four lateral lagoons and of the main channel of the Rosana Reservoir (Paranapanema river), southeast Brazil. The fieldwork was conducted during dry and rainy periods of 2004 and 2005. The analyzed variables were chlorophyll a, turbidity, total phosphorus, total nitrogen, dissolved nutrients (ammonium, nitrate, nitrite, phosphate and silicate), Secchi disk transparency, suspended solids, temperature, pH, dissolved oxygen and electrical conductivity. Intense summer rainfall provided a high input of allochthonous material into the system, resulting in conspicuous changes - high turbidity and nutrient concentrations and low transparency, especially in the reservoir channel. The cluster analysis showed a clear segregation between the reservoir sampling site and the lagoons. The results evidenced the strong influence of regional factors on the limnological structure and functioning of these environments. The alternation between dry and rainy periods changes significantly the characteristics of the main channel and lagoons, mainly due to the contribution of tributaries. Spatially, the system exhibited a remarkable limnological variability. This shows the need to consider these distinct habitats in regional conservation strategy, presently focused on terrestrial habitats.

O objetivo desse estudo foi realizar uma análise comparativa de quatro lagoas laterais e do canal principal do reservatório de Rosana (rio Paranapanema, Brasil). O trabalho de campo foi realizado no período de setembro e novembro de 2004 e janeiro, março, maio e agosto de 2005. As variáveis analisadas foram clorofila a, turbidez, fósforo e nitrogênio total, nutrientes dissolvidos (amônio, nitrato, nitrito, fosfato e silicato), transparência do disco de Secchi, sólidos em suspensão, temperatura, pH, oxigênio dissolvido e condutividade elétrica. As chuvas de verão forneceram grande quantidade de material alóctone ao sistema, o que resultou em mudanças conspícuas - elevada turbidez e altas concentrações de nutrientes, e diminuição da transparência, especialmente no canal do reservatório. A análise de agrupamento mostrou clara a distinção entre o ponto do reservatório e as lagoas laterais. Os resultados evidenciaram a forte influência dos fatores regionais para a estrutura e funcionamento limnológico desses ambientes. A alternância entre períodos de seca e chuva muda significativamente as características do canal do reservatório e das lagoas, principalmente pela contribuição dos rios tributários. Espacialmente, o sistema apresentou uma notável variabilidade limnológica. Isso demonstra a necessidade de se considerar estes habitats em estratégia de conservação regional, focada atualmente nos ecossistemas terrestres.

Número de amostras na análise geoestatística e na krigagem de mapas de atributos do solo / Number of samples in geostatistical analysis and kriging maps of soil properties

O objetivo deste trabalho foi analisar diferentes intensidades de amostragem do solo com relação à precisão na análise geoestatística e interpolação de mapas, para fins de agricultura de precisão em área de cana-de-açúcar. O solo foi coletado em duas grades regulares na profundidade de 0,00-0,20m para análise granulométrica (área 1) e da fertilidade do solo (área 2). Foram comparadas intensidades de amostragem do solo: 208, 105, 58 e 24 pontos na área 1 e 206, 102 e 53 pontos na área 2. Os dados foram submetidos à análise descritiva e geoestatística. Os variogramas construídos com 105 pontos não diferem dos variogramas com 208 pontos, fato que não ocorre para 58 e 24 pontos. O aumento do intervalo de amostragem e a redução do número de pontos promovem o maior erro na estimativa por krigagem. As amostragens com mais de 100 pontos por área não resultaram em melhorias significativas no erro da estimativa por krigagem, nem diferiram na quantidade de insumos aplicados em campo.

The objective of this study was to analyze different intensities of soil sampling for accuracy in geostatistical analysis and interpolation maps for precision agriculture in the sugarcane area. Soil samples were collected at two regular grids at a depth of 0.00 to 0.20m for granulometric analysis (area 1) and soil fertility (area 2). We compared soil sampling intensities: 208, 105, 58 and 24 points in Area 1 and 206, 102 and 53 points in Area 2. The data were submitted to descriptive analysis and geostatistics. The variograms constructed with 105 points didn't differ from variograms with 208 points, which doesn't occur for 58 and 24 points. The increase of sampling interval and reducing the number of points promote greater error in kriging. Samples with more than 100 points per area did not result in significant improvements in the error of kriging, or differed in the amount of fertilizer applied to the field.

Distribuição espacial da altura do dossel e efeito sobre a cobertura do solo em pastos mantidos em lotação contínua / Spatial distribution of canopy height and effect on ground cover in pastures kept in continuous stocking

Objetivou-se com este estudo avaliar a variabilidade espacial da altura do dossel, bem como através desta, determinar a cobertura do solo de pastos mantidos em lotação contínua. As coletas foram realizadas em pastagem de capim-HD364 (Brachiaria híbrida cv. Mulato II), em malhas regulares, com 121 mensurações para determinar a altura do dossel e 256 para determinar a cobertura do solo. A massa seca de forragem foi estimada através da altura do dossel. Ocorreu maior heterogeneidade nas escalas de altura e massa de forragem nos pastos com maior disponibilidade de forragem, sendo mais uniforme quando em baixa oferta. O grau de dependência espacial para todas as variáveis foi classificado como forte. Pastos mantidos com menor altura apresentam menor cobertura do solo, sendo esse fator na ordem de 65,35% contra 90,27% nos tratamentos de 20 e 40 cm, respectivamente. Observa-se variabilidade espacial dos fatores avaliados, sendo a altura de acurada confiabilidade para estimar a massa seca de forragem, bem como para determinar cobertura do solo.

The aim of the work was to evaluate the spatial variability of canopy height, and through this, to determine ground cover of pasture kept in continuous stocking. Samples were collected in grass-HD364 (Brachiaria hybrid cv. Mulato II) on regular grids, with 121 measurements to determine canopy height and 256 to determine the soil cover. The forage dry mass was estimated using the canopy height. There was greater heterogeneity in scales of height and forage mass in pastures with greater forage availability, and more even when in low supply. The spatial dependence degree for all variables was rated as strong. Swards with lower height have less ground cover; this factor is in order of 65.35% against 90.27% in treatments of 20 and 40 cm, respectively. Was observed spatial variability of factors evaluated and height of reliability to accurately estimate the herbage dry matter, as well as determine the soil cover.

Análise espacial da distribuição longitudinal de sementes de milho em uma semeadora-adubadora de precisão / Spatial analysis of longitudinal distribution of maize seeds in a precision grain drill

Na operação de semeadura realizada com semeadoras-adubadoras inúmeros fatores interferem no estabelecimento do estande de plantas, dentre estes, a distribuição longitudinal das sementes em função da velocidade de deslocamento pode afetar significativamente a produtividade das culturas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a distribuição longitudinal de sementes de milho em duas velocidades de deslocamento de uma semeadora-adubadora de precisão, através da estatística clássica e geoestatística. Para isso, foi construída uma malha de amostragem em grid regular com distância entre os pontos de 10 m, totalizando 100 pontos amostrais em cada área. Cada ponto amostral constituiu uma área de 3,6 m2 onde se mediu a percentagem de espaçamentos aceitáveis, duplos e falhos entre plantas, após semeadura nas velocidades de deslocamento de 4,58 e 5,94 km h-1 . Os dados foram analisados pela estatística clássica e geoestatística. A percentagem de espaçamentos aceitáveis e falhos apresentou diferença significativa entre as velocidades. Os resultados indicaram ausência de dependência espacial para as percentagens de espaçamentos estudados nas duas velocidades, indicando que estudos e inferências estatísticas podem ser realizados com base em parâmetros da estatística clássica para distância maior que a menor utilizada na amostragem.

In the operation of sowing with planter numerous factors interfere with the establishment of the plant stand, among them, the longitudinal distribution of seeds depending on the displacement speed can significantly affect crop productivity. The present study aimed the evaluation of longitudinal distribution of maize seeds in two different speeds of dislocation of a precision grain drill, through classical and geostatistics. A regular grid sample, totalizing 100 points in each area, was built with 10-meter distance among the points. Each sample point comprised 3.6m2 (1.8 x 2.0) where the percentage of acceptable, double and fail spacing among the plants was measured after sowing at 4.58 and 5.94 km h-1 speed of dislocation. Classical and geostatistics were used for data analyses. The percentage of acceptable and failed spacing has shown significant difference between 4.58 and 5.94 km h-1 speed. The results has shown absence of spatial dependence regarding the percentage of the studied spacing (acceptable, fail and double) at both speeds, showing that studies and statistical inferences can occur based on parameters of classical statistics for distances higher than the shortest one used in the sampling.

Análise dos atributos do solo e da produtividade da cultura de cana-de-açúcar com o uso da geoestatística e árvore de decisão / Analyze the soil attributes and sugarcane yield culture with the use of geostatistics and decision trees

Um dos desafios da agricultura de precisão é oferecer subsídios para a definição de unidades de manejo para posteriores intervenções. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos químicos do solo e a produtividade da cultura de cana-de-açúcar por meio da geoestatística e mineração de dados pela indução da árvore de decisão. A produtividade da cana-de-açúcar foi mapeada em uma área de aproximadamente 23ha, utilizando-se o critério de célula, por meio de um monitor de produtividade que permitiu a elaboração de um mapa digital que representa a superfície de produção para a área em estudo. Para determinar os atributos de um Argissolo Vermelho-Amarelo, foram coletadas as amostras no início da safra 2006/2007, utilizando-se uma grade regular de 50 x 50m, nas profundidades de 0,0-0,2m e 0,2-0,4m. Os dados dos atributos do solo e da produtividade foram analisados por meio da técnica de goestatística e classificados em três níveis de produção para indução de árvore de decisão. A árvore de decisão foi induzida no programa SAS Enterprise Miner, sendo utilizado algoritmo baseado na redução de entropia. As variáveis altitude e potássio apresentaram os maiores valores de correlação com a produtividade de cana-de-açúcar. A indução de árvores de decisão permitiu verificar que a altitude é a variável com maior potencial para interpretar os mapas de produtividade de cana-de-açúcar, auxiliando na agricultura de precisão e mostrando-se uma ferramenta adequada para o estudo de definição de zonas de manejo em área cultivada com essa cultura.

One of the challenges of precision agriculture is to offer subsidies for the definition of management units for posterior interventions. Therefore, the objective of this work was to evaluate soil chemical attributes and sugarcane yield with the use of geostatistics and data mining by decision tree induction. Sugarcane yield was mapped in a 23ha field, applying the cell criterion, by using a yield monitor that allowed the elaboration of a digital map representing the surface of production of the studied area. To determine the soil attributes, soil samples were collected at the beginning of the harvest in 2006/2007 using a regular grid of 50 x 50m, in the depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m. Soil attributes and sugarcane yield data were analyzed by using geostatistics techniques and were classified into three yield levels for the elaboration of the decision tree. The decision tree was induced in the software SAS Enterprise Miner, using an algorithm based on entropy reduction. Altitude and potassium presented the highest values of correlation with sugarcane yield. The induction of decision trees showed that the altitude is the variable with the greatest potential to interpret the sugarcane yield maps, then assisting in precision agriculture and, revealing an adjusted tool for the study of management definition zones in area cropped with sugarcane.

Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar / Geostatistics and soil attributes in area cultivated with sugar cane

Em solos sob cultivo de cana-de-açúcar, o tráfego intenso de máquinas agrícolas pode provocar estado de compactação ao solo. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial de atributos físicos e teor de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho eutroférrico gibbsítico (sob Basalto) e Latossolo Vermelho distroférrico caulinítico (sob Arenito) nas profundidades de 0,0-0,2m e 0,2-0,4m, em áreas sob cultivo de cana-de-açúcar. Os solos foram amostrados nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 10m, nas profundidades de 0,0-0,2m e 0,2-0,4m, totalizando 100 pontos para cada área de estudo. Em cada ponto da malha, foram determinados a densidade do solo, a macroporosidade, o teor de matéria orgânica e a resistência do solo à penetração. Os atributos físicos mostram valores de resistência do solo à penetração, da densidade do solo e da macroporosidade acima da média para esses solos. As variáveis em estudo apresentaram um maior alcance e menor coeficiente de variação no LVef em comparação com o LVd, nas profundidades em estudo. Recomenda-se maior número de amostragem para os atributos em estudo no Latossolo Vermelho distrófico e na profundidade de 0,2-0,4m.

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.

Correlações entre atributos químicos do solo e atributos da cultura e da produtividade de arroz irrigado determinadas com técnicas de manejo localizado / Correlations between soil chemical attributes and flooded rice yield through the site-specific management techniques

O sistema de agricultura tradicional desconsidera a variabilidade espacial dos atributos dos solos utilizados na produção vegetal, enquanto que o manejo localizado visa a identificar e propor o manejo dessa variabilidade. Com o objetivo de determinar as correlações entre atributos de solo, da cultura e produtividade de arroz irrigado por meio de técnicas de manejo localizado, foi conduzido um experimento de 70ha. A malha de amostragem de solo utilizada foi de um ponto por hectare, e os resultados da análise de solo foram usados para elaborar os mapas de atributos químicos do solo. A amostragem para determinação do rendimento de grãos foi realizada em malha de um hectare, por meio da coleta manual de quatro subamostras de plantas por ponto georreferenciado. A variabilidade espacial e as correlações entre mapas de atributos de solo e produtividade de arroz irrigado foram geradas por meio do Software Campeiro 6.0. As maiores correlações positivas entre produtividade de arroz e atributos de solo foram verificadas para cálcio e magnésio, enquanto a saturação de alumínio apresentou a maior correlação negativa.

The traditional agricultural system disregards spatial variability of the attributes of soil used in crop production, while the site-specific management aims to identify and to propose a management of this variability. An experiment of 70ha was conducted with the purpose of determining the correlation between soil attributes, of crop and flooded rice yield through site-specific management techniques. It was collected one sample per hectare, and the soil analysis results were used to elaborate the map of its chemical attributes. The sampling to determne the grain yield was made in a grid with one point per hectare and four plant sub-samples per point georreferenced were hand plucked. The spatial variability and the correlations between soil attribute maps and flooded rice yield were done using the Campeiro Software 6.0. The highest positive correlations between them were verified for calcium and magnesium, while aluminium saturation presented the highest negative correlation.

Distribuição espacial da granulometria, cor e carbono orgânico do solo ao longo de um transecto em microbacias na Amazônia meridional / Spatial distribution of soil texture, color and soil organic carbon across a headwater transect in the southern Amazon

O objetivo deste estudo foi determinar, em nível de detalhe, a distribuição e a variabilidade espacial da argila, do índice de avermelhamento e do carbono orgânico do solo, ao longo de transecto que cruza classes pedológicas distintas dentro de quatro microbacias, sob floresta tropical em Juruena (MT). Para isso, foram selecionados 34 pontos e coletadas amostras de solo nas profundidades de 0 a 20 cm e 40 a 60 cm. Os dados foram analisados por estatística descritiva e geoestatística. As maiores variabilidades espaciais ocorreram dentro da classe do Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico. Estes ocorrem nas elevações superiores a 280 m, enquanto os Plintossolos e Argissolos (com caráter plíntico) têm ocorrência restrita às áreas com altimetrias menores. Ao longo do transecto há maior variabilidade nos atributos índice de avermelhamento e argila; as áreas com piores condições de drenagens apresentaram menor variação espacial e menores índice de avermelhamento, isto é, maior homogeneidade da cor dos horizontes diagnósticos.

The study was conducted in forested headwater catchments near Juruena, Mato Grosso with the objective of determining the spatial distribution of soil physical characteristics including clay content, redness ratio, and soil organic carbon along a transect that encompassed distinct soil classes. Soil samples from 0-20 cm and 40-60 cm depths were collected from 34 points. Variables were analyzed using descriptive statistics and geostatistics. The parameters analyzed by ordinary kriging demonstrated that the highest spatial variability occurred within the soil class Typic Kandiustox. In the study area, Plinthustults and Ultisols (with plinthic characteristics) were only found to occur in landscape positions less than 280 m above sea level; Oxisols were found exclusively above 280 m.a.s.l. The redness ratio and clay content were the soil parameters with the highest spatial variability across the transect. Poorly drained areas (demonstrated by lower values of redness ratio) demonstrated the lowest degree of spatial variability, and correspondingly, the highest consistency of color within the diagnostic horizons.

Aplicação de adubo e corretivo após o corte da cana-planta utilizando técnicas geoestatísticas / Fertilizer and limestone applications after the harvest of sugarcane as determined by geostatistics techniques

O conhecimento da variação espacial de atributos do solo pode contribuir para o planejamento e a otimização na condução de experimentos e de lavouras comerciais, objetivando a agricultura de precisão. O objetivo deste trabalho foi avaliar a necessidade de fertilizante e calcário para implantação da agricultura de precisão, com base no comportamento espacial de atributos químicos de um Latossolo após o corte da cana-planta. Os dados foram avaliados pela estatística descritiva e análise da dependência espacial, com base no ajuste de semivariogramas. As técnicas de geoestatísticas apresentam-se como ferramentas auxiliares na aplicação de fertilizantes por meio de taxa variada, detectando, para a área em estudo, que não se recomenda a aplicação de fósforo e calagem por taxa variada.

Knowing the spatial variation of soil properties can contribute for planning and optimization of experiments and commercial crops based on precision agriculture. The objective of this research was to evaluate the necessity of fertilizer and limestone applications for the implantation of precision agriculture techniques based on the spatial behavior of chemical attributes of one Latosol after the harvest of the sugarcane. The data were evaluated by means of descriptive statistics and spatial dependence analysis with the adjustment of semivariograms. The geostatistics techniques applied were found to be suitable as auxiliary tools in the fertilizer application by means of variable rates. It was detected that phosphorus and limestone applications were not necessary according to the variable rate.