Spatial variability of soil chemical properties after coffee tree removal

Abstract

Assessing the spatial variability of soil chemical properties has become an important aspect of soil management strategies with a view to higher crop yields with minimal environmental degradation. This study was carried out at the Centro Experimental of the Instituto Agronomico, in Campinas, São Paulo, Brazil. The aim was to characterize the spatial variability of chemical properties of a Rhodic Hapludox on a recently bulldozer-cleaned area after over 30 years of coffee cultivation. Soil samples were collected in a 20 x 20 m grid with 36 sampling points across a 1 ha area in the layers 0.0–0.2 and 0.2–0.4 m to measure the following chemical properties: pH, organic matter, K + , P, Ca 2+ , Mg 2+ , potential acidity, NH 4 -N, and NO 3 -N. Descriptive statistics were applied to assess the central tendency and dispersion moments. Geostatistical methods were applied to evaluate and to model the spatial variability of variables by calculating semivariograms and kriging interpolation. Spatial dependence patterns defined by spherical model adjusted semivariograms were made for all cited soil properties. Moderate to strong degrees of spatial dependence were found between 31 and 60 m. It was still possible to map soil spatial variability properties in the layers 0–20 cm and 20–40 cm after plant removal with bulldozers.

A avaliação da variabilidade espacial dos atributos químicos do solo tem se tornado importante ferramenta na determinação de estratégias de manejo que visam aumentar a produtividade agrícola com menor degradação ambiental. O presente trabalho foi realizado no Centro Experimental Central do Instituto Agronômico, localizado em Campinas/SP, com o objetivo de caracterizar a variabilidade espacial dos atributos químicos de um Latossolo Vermelho após a remoção de um cafezal, cultivado por mais de 30 anos, com trator de esteira. As amostras de solo foram coletadas em grade georreferenciada de 20 x 20 m, totalizando 36 pontos nas camadas de 0–0,2 e 0,2–0,4 m, para determinação dos seguintes atributos químicos: pH, matéria orgânica do solo (MOS), K + , P, Ca 2+ , Mg 2+ , acidez potencial (H + Al), N-NH 4 e N- NO 3 . A variabilidade espacial foi estudada utilizando-se a geoestatística, por meio da análise de semivariogramas e da interpolação por krigagem. Para todos os atributos estudados foi possível estabelecer uma estrutura de dependência espacial definida por um semivariograma ajustado a um modelo esférico. Foram encontradas dependências espaciais de moderada a forte, com valores de alcance variando de 31 a 60 m. Mesmo com a remoção das plantas com trator de esteira, foi possível mapear a variabilidade espacial dos atributos do solo nas camadas de 0–0,2 e 0,2–0,4 m de profundidade.