Evaluation of spatial interpolators for improving the mapping of soil chemical attributes in banana cultivation in the Tocantins State, Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11678

Keywords:

Precision agriculture; Geostatistics; IDW.

Abstract

The aim of this study is to evaluate the quality of different interpolators for the spatial distribution of soil chemical attributes in banana cultivation. Soil samples were collected at 10 different points, at depths of 0.0-0.20 m and 0.20-0.40 m. For spatialization of the chemical attributes of the soil, the performance of the Ordinary Kriging (KO) and Inverse Distance Power (IPD) interpolators were evaluated through cross validation, and the KO had the spherical, exponential and Gaussian models evaluated, as well as the IPD had its performance evaluated in exponents 2, 3 and 5. It was found, through asymmetry and kurtosis, values between 0 and 3, thus indicating the normality of the data. The lowest coefficients of variation were found for the attributes pH and V% (depth of 0.00-0.20 m) and Ca2+ (depth of 0.20-0.40 m). For all other attributes, the variation coefficients found were above 20%. Higher values were presented for the attributes Mg2+, K, H + Al3+. Among the interpolators chosen with the best performance, it can be said that 20% of the results demonstrate that the IPD-2 interpolator stood out, as well as the IPD-3. The IPD-5 showed the best performance in 40% of the results. The geostatistical interpolators did not perform satisfactorily, and the interpolator KO Spherical model, at no time behaved with the best performance among all the interpolators tested. The KO model Exponential interpolator had the best performance in 15% of the results, and the KO Gaussian model excelled in only 5% of the results.

Author Biographies

José Alberto Ferreira Cardoso, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins

Instituto Federal do Tocantins, Brasil.

Otacílio Silveira Junior, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins

Instituto Federal do Tocantins, Brasil.

Elismar Dias Batista, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins

Instituto Federal do Tocantins

Amanda Marques Medrado Araujo, Universidade Estadual Paulista

Mestranda na Universidade Estadual Paulista

Ítalo Cordeiro Silva Lima, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins

Instituto Federal do Tocantins, Brasil.

References

Almeida, L. S., & Guimarães, E. C. (2016a). Geoestatística e análise fatorial exploratória para representação espacial de atributos químicos do solo, na cafeicultura. Coffee Science, 11(2), 195-203.

Almeida, L. S., & Guimarães, E. C. (2016b). Geoestatística como ferramenta para o manejo sustentável da fertilidade do solo na cafeicultura. Revista de Ciências Agrárias/Amazonian Journal of Agricultural and Environmental Sciences, 59(4), 370-377.

Alvarez, V. V. H., Novais, R. F., Barros, N. F., Cantarutti, R. B., & Lopes, A. S. (1999) Interpretações dos resultados das análises de solos. 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: CFSEMG.

Angelico, J. C. (2006). Desempenho da co-krigagem na determinação da variabilidade de atributos do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 30(6), 931-936.

Bernardi, A. C. C., Bettiol, G. M., Inamasu, R. Y., & Rabelo, L. (2011). Variabilidade espacial de propriedades do solo em pastagem manejada intensivamente em São Carlos, SP. In: Inamasu, R. Y., Naime, J. M., Resende, A. V., Bassoi, L. H., Bernardi, A. C. C. (Ed.). Agricultura de precisão: um novo olhar. São Carlos: Embrapa Instrumentação.

Bottega, E. L., Queiroz, D. M., Pinto, F. A. C., & Souza, C. M. A. (2013). Variabilidade espacial de atributos do solo em sistema de semeadura direta com rotação de culturas no cerrado brasileiro. Revista Ciência Agronômica, 44(1), 1-9.

Borges, A. L., & Oliveira, A. M. G. (2000). Nutrição, calagem e adubação. In: Cordeiro, Z. J. M. (Org.) Banana: produção - aspectos técnicos. Brasília: EMBRAPA.

Cambardella, C., Moorman, T. B., Novak, J. M., Parkin, T. B., Karlen, D. L., Turco, R. F., & Konopka, A. E. (1994). Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils. Soil Science Society of America Journal, 58(5), 1501-1511.

Carvalho, J. R. P., Da Silveira, P. M., & Vieira, S.R. (2002). Geoestatística na determinação da variabilidade espacial de características químicas do solo sob diferentes preparos. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 37(8), 1151-1159.

Cecilio, R. A., & Pruski, F. F. (2003). Interpolação dos parâmetros da equação de chuva da equação de chuvas intensas com uso do inverso de potências da distância. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 7(3), 501-504.

Grego, C. R., & Vieira, S. R. (2005). Variabilidade espacial de propriedades físicas do solo em uma parcela experimental. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 29(2), 169-177.

Liew, M.W., Veith, T. L., Bosch, D. D., & Arnold, J. G. (2007). Suitability of SWAT for the conservation effects assessment project: Comparison on USDA agricultural research service watersheds. Journal of Hydrologic Engineering, 12(2), 173-189.

Mello, J. M., Batista, J. L. F., Ribeiro Júnior, P. J., & Oliveira, M. S. (2005). Ajuste e seleção de modelos espaciais de semivariograma visando à estimativa volumétrica de Eucalyptus grandis. Scientia Forestalis, 69, 25-37.

Oliveira, P. C. G., Farias, P. R. S., Lima, H. V., Fernandes, A. R., Oliveira, F. A., & Pita, J. D. (2009). Variabilidade espacial de propriedades químicas do solo e da produtividade de citros na Amazônia Oriental. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 13(6), 708-715.

Oliveira, R. B.; Silva, S. A., Souza, G. S., Passos, R. R., Prezotti, L. C., & Lima, J. S. S. (2017). Análise espacial de variáveis indicadoras de fertilidade do solo sob cultivo de cafeeiro conilon. Anais. X Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e VI Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba, 2787-2790.

Pereira A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. UFSM. https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1.

Prolo, T. T., Silva Neto, V. L., Araujo, P. H. H., Rego, P. L., Silveira Junior, O., Carmo, E. L. (2019). Precipitação Máxima Diária Anual na Bacia do Rio Manuel Alves da Natividade. In: (Ed.). Competência técnica e responsabilidade social e ambiental nas ciências agrárias. Ponta Grossa: Atena Editora.

Ronquim, C. C. (2010). Conceitos de fertilidade do solo e manejo adequado para as regiões tropicais. Campinas: Embrapa Monitoramento por Satélite.

SEPLAN. (2012). Secretária de Planejamento. Atlas do Tocantins: Subsídios ao Planejamento da Gestão Territorial. Superintendência de Planejamento e Gestão central de Políticas Públicas. Diretoria de Zoneamento Ecológico-Econômico - DZE. Organizado por. Borges, R. S. T.; Dias, R. R.; Sousa, P. A. B. (orgs). 6. ed. rev. atua. Palmas: Seplan, p.80.

Silva Neto, V. L., Bonfim, D. D., Prolo, T. T., Carmo, E. L., Silveira Junior, O., Viola, M. R., Silva, L. L. (2019). Mapeamento da Precipitação Máxima Provável na bacia do rio Manuel Alves da Natividade. In: Rodrigues, T. D. A. & Neto, J. L. (Ed.). Competência Técnica e Responsabilidade Social e Ambiental nas Ciências Agrárias. Ponta Grossa: Atena Editora.

Soares, M. D. R., Campos, M. C. C., Oliveira, I. A., Cunha, J. M., Souza, Z. M., Aquino, R. E., Silva, D. P., & Silva, J. F. (2018). Variabilidade espacial dos atributos do solo sob agrofloresta na região de Humaitá, AM. Gaia Scientia, 12(1), 33-41.

Sousa, F. H. M., Silva Neto, V. L., Patriota, J., N., Sales, N. I. S., Neves, C. O. M., & Lima, S. O. (2015). Atributos físicos do solo em diferentes coberturas florestais. Amazônia: Ciência & Desenvimento, 11(21), 1-14.

Sousa, F. H. M., Viola, M. R., Avanzi, J. C., Giongo, M., & Vieira Filho, M. (2019). Thornthwaite’s Climate Regionalization for the State of Tocantins, Brazil. Floresta, 49(4), 783-792.

Souza, Z. M., Marques Júnior, J., & Pereira, G. T. (2010). Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar. Ciência Rural, 40(1), 48-56.

Published

08/01/2021

How to Cite

SILVA NETO, V. L. .; CARDOSO, J. A. F. .; SILVEIRA JUNIOR, O.; BATISTA, E. D. .; ARAUJO, A. M. M. .; LIMA, Ítalo C. S. . Evaluation of spatial interpolators for improving the mapping of soil chemical attributes in banana cultivation in the Tocantins State, Brazil. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 1, p. e20710111678, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i1.11678. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/11678. Acesso em: 19 nov. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences