Can sampling density affect the spatial variability mapping of soil properties?
DOI:
https://doi.org/10.1590/1983-21252025v3812629rcKeywords:
Soil Fertility. Particle-size Distribution. Precision Agriculture.Abstract
Precision agriculture uses tools and technologies to optimize the application of agricultural inputs. To characterize the spatial variability of soil chemical properties and texture, georeferenced soil sampling techniques are applied. This study aimed to evaluate different regular sampling grid sizes for determining the spatial variability of soil properties. The experiment was conducted on a 224-ha plot of a commercial farm in Maracaju, Mato Grosso do Sul, Brazil, on a Rhodic Dystric Haplustox soil. Sampling arrangements were based on a regular grid with one sample per hectare (1:1), with reduced densities in subsequent evaluations (1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:7, and 1:10). Soil analyses included Ca, Mg, pH in CaCl₂, organic matter, sand, silt, and clay contents. Data were subjected to descriptive statistics, geostatistical analysis, ordinary kriging, and Kappa index evaluation. Results indicated that the soil in the study area was clayey. The 1:3 sampling grid was effective for assessing pH and calcium levels in CaCl₂. The 1:4 grid was suitable for evaluating organic matter, while magnesium was best assessed using the 1:7 grid.
References
ALHO, L. C. et al. Variabilidade espacial da estabilidade de agregados e estoque de carbono em Cambissolo e Argissolo. Pesquisa Agropecuária Tropical, 44: 246-254, 2014.
ALOS. ALOS World 3D - 30m. Available at: https://portal.opentopography.org/raster?opentopoID=OTALOS.112
4326.2. Access on: Aug. 27, 2024.
BOTTEGA, E. L. et al. Sampling grid density and lime recommendation in an Oxisol. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18: 1142–1148, 2014.
BRAMLEY, R. G. V. Lessons from nearly 20 years of Precision Agriculture research, development, and adoption as a guide to its appropriate application. Crop & Pasture Science, 60: 197-217, 2009.
CHERUBIN, M. R. et al. Eficiência de malhas amostrais utilizadas na caracterização da variabilidade espacial de fósforo e potássio. Ciência Rural, 44: 425-432, 2014.
COHEN, J. A coefficient of agreement for nominal scales. Educational and Psychological Measurement, 20: 37-46, 1960.
COMPARIN, P. J. S.; CORTEZ, J. W. Densidades amostrais de solo combinadas com pontos adicionais na variabilidade de atributos químicos do solo. Revista Gestão Social e Ambiental, 17: e03218, 2023.
DALCHIAVON, F. C. et al. Spatial variability of chemical attributes of soil cropped with soybean under no-tillage. Revista de Ciencias Agroveterinarias, 16: 144-154, 2017.
FIETZ, C. R. et al. O clima da região de Dourados – MS. Dourados, MS: Embrapa Agropecuária Oeste, 2017. 34 p.
FREIRE, T. M. Desemprenho de cultivares de soja em Latossolos Amarelos distrófico e Plintossolos Pétricos concrecionarios. 2023. 102 f. Dissertação (Mestrado em Agroenergia) - Universidade Federal do Tocantins, Tocantins, 2023.
FREITAS, H. M. Desempenho de diferentes arranjos amostrais e modelos na espacialização de cátions trocáveis do solo. 2021. 91 f. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2021.
GELAIN, E. et al. Dependência e correlação espacial dos atributos de solo em função do arranjo amostral. Tecno-Lógica, 25: 145-172, 2021.
GUEDES, L. P. C. et al. Mapas de produtividade de soja utilizando amostras regulares e otimizadas com diferentes configurações por simulação de recozimento. Engenharia Agrícola, 36: 114–125, 2016.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísticas. Mapa de Solos do Brasil. 2001. Escala 1:500.000. Available at: https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/337420/1/Mapa-de-solos-do-Brasil-2001.pdf. Access on: Jan. 10, 2025.
KESTRING, F. B. F. et al. Comparação de mapas temáticos de diferentes grades amostrais para a produtividade da soja. Engenharia Agrícola, 35: 733-743, 2015.
LEANDRO JUNIOR, E. F. et al. Variabilidade espacial de atributos químicos do solo a partir de diferentes malhas amostrais em duas safras agrícolas. Caderno de Ciências Agrárias, 12: 1-9, 2020.
LOPES, K. A. L. et al. Variabilidade espacial de atributos químicos de um Argissolo Amarelo distrocoeso em diferentes densidades de amostragem. Revista Científica Rural, 22: 29-42, 2020.
MATIAS, S. S. R. et al. Liming recommendation based on the spatial variability of soil chemical attributes in the Brazilian Cerrado. Revista de Ciências Agrárias, 42: 896-907, 2019.
MELO, D. D. Zoneamento hierárquico para amostragem espacial e mapeamento digital de atributos do solo. 2024. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2024.
MOLIN, J. P.; AMARAL, L. R.; COLAÇO, A. F. Agricultura de Precisão. 1 ed. São Paulo, SP: Oficina de Texto, 2015. 238 p.
PEREIRA, G. W. et al. Smart-Map: An Open-Source QGIS Plugin for Digital Mapping Using Machine Learning Techniques and Ordinary Kriging. Agronomy, 12: 1350, 2022.
SANTOS, K. E. L. Geoestatística e geoprocessamento aplicados à tomada de decisão agroambiental em um sistema de produção de leite a pasto intensivo. 2017. 82 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2017.
SANTOS, H. G. et al. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5. ed. rev. e ampl. Brasília, DF: Embrapa, 2018. 356 p.
SOUZA, D. M. G.; LOBATO, E. Cerrado: Correção do solo e adubação. 2. ed. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica, 2004. 416 p.
SOUZA, Z. M. et al. Número de amostras na análise geoestatística e na krigagem de mapas de atributos do solo. Ciência Rural, 44: 261-268, 2014.
SPERANZA, E. A.; GREGO, C. R.; GEBLER, L. Metodologia para sugestão de grades amostrais mínimas para monitoramento da variabilidade espacial de videiras. Campinas, SP: Embrapa Agricultura Digital, 2021. 33 p. Available at: https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/1137878/1/Boletim050-2021.pdf. Access on: Apr 21, 2025.
SPLIETHOFF, J. et al. Implication of the use of different sampling grids to determine soil resistance to penetration and indicate management. Research, Society and Development, 9: e790997871, 2020.
TEIXEIRA, P. C. et al. Manual de métodos se análise do solo. 3. ed. Brasília, DF: Embrapa, 2017. 573 p.
THAPA, S. et al. Managing Micronutrients for Improving Soil Fertility, Health, and Soybean Yield. Sustainability, 13: 1-11, 2021.
WARRICK, A. W.; NIELSEN, D. R. Spatial variability of soil physical properties in the field. In: HILLEL, D. (Ed.). Applications of soil physics. New York: Academic Press, 1980.cap. 13, p. 319- 344.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Os Autores que publicam na Revista Caatinga concordam com os seguintes termos:
a) Os Autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons do tipo atribuição CC-BY, para todo o conteúdo do periódico, exceto onde estiver identificado, que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista, sem fins comerciais.
b) Os Autores têm autorização para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
c) Os Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre).
