Publicado
Definition of homogeneous fertility areas through factorial and geostatistical analysis
Definición de áreas homogéneas de fertilidad mediante análisis factorial y geoestadística
Palabras clave:
Semivariance, kriging, Mollisol (en)Semivarianza, kriging, Mollisol (es)
In a flat lot of 4 ha, with dry warm climate and Mollisols were determined the bulk density, pH and content of sand, silt, clay, organic matter, Ca, Mg, K and P, in the first 150mm of soil, doing a sampling in a semi-regular grid with cell size of 25 x 25m.
A factorial analysis was reduced the number of variables to two (factors). The contents of clay, Ca and Mg shaped the first factor, and the second the pH and the contents of organic matter and phosphorus. To each factor and their variables was made an analysis of semivariance and the respective map of its spatial distribution using interpolation with block kriging.
In the map of factor 1 homogeneous areas were better defined, and there was a greater spatial correlation between this map and those of their variables. The factor 2 variables presented a spatial structure in patches that not corresponded with the factor structure, making its zoning produced not adequate to establish a possible programme of fertility management with techniques of precision agriculture. The zoning which gives the factor 1 should be used for this purpose.
En un lote plano de 4 ha, con clima cálido seco y Mollisoles, se determinaron la densidad aparente, el pH, y los contenidos de arena, limo, arcilla, materia orgánica, Ca, Mg, K y P, en los primeros 150mm del suelo, haciendo un muestreo en cuadrícula semi-regular con tamaño de celda de 25x25m.
Con un análisis factorial se redujo el número de variables a dos (factores). El primer factor lo conformaron los contenidos de arcilla, Ca y Mg, y el segundo, el pH y los contenidos de materia orgánica y fósforo. A cada factor, y a las variables que lo componían, se les hizo un análisis de semivarianza y el respectivo mapa de su distribución espacial mediante interpolación con kriging en bloques.
En el mapa del factor 1 se definieron mejor las áreas homogéneas, y hubo mayor correlación espacial entre este mapa y los de sus variables. Las variables del factor 2 presentaron una estructura espacial en parches que no correspondió con la estructura del factor, haciendo que la zonificación producida por él no sea adecuada para establecer un posible programa de manejo de la fertilidad con técnicas de agricultura de precisión. Para este propósito se debe utilizar la zonificación que da el factor 1.
Referencias
Arnó, J., Rosell, J.R., Blanco, R., Ramos, M.C. and Martínez-Casasnovas, J.A., Spatial variability in grape yield and quality influenced by soil and crop nutrition characteristics, Precision Agriculture, 13, pp. 393-410, 2012. DOI: 10.1007/s11119-011-9254-1
Bocchi, S., Castrignanò, A., Fornaro, F. and Maggiore, T., Application of factorial kriging for mapping soil variation at field scale, European Journal of Agronomy, 13, pp. 295-308, 2000. DOI: 10.1016/S1161-0301(00)00061-7
Bourennane, H., Nicoullaud, B., Couturier, A. and King, D., Exploring the spatial relationships between some soil properties and wheat yields in two soil types, Precision Agriculture, 5, pp. 521-536, 2004. DOI: 10.1007/s11119-004-5323-z
Cambardella, C.A., Moorman, T.B., Novak, J.M., Parking, T.B., Karlen, D.L., Turco, R.F. and Konopka, A.E., Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils, Soil Science Society of America Journal, 58, pp. 1501-1511, 1994. DOI: 10.2136/sssaj1994.03615995005800050033x
Casa, R. and Castrignanò, A., Analysis of spatial relationships between soil and crop variables in a durum wheat field using a multivariate geostatistical approach, European Journal of Agronomy, 28, pp. 331-342, 2008. DOI: 10.1061/j.eja.2007.10.001.
Castañeda, D.A., Jaramillo, D.F. y Cotes, J.M., Componentes de la variabilidad espacial en el manejo por sitio específico en banano, Pesquisa. Agropecuária. Brasileira, 45, pp. 836-845, 2010. DOI: 10.1590/S0100-204X2010000800009
Castrignanò, A., Giugliarini, L., Risaliti, R. and Martinelli, N., Study of spatial relationships among some soil physico-chemical properties of a field in central Italy using multivariate geostatistics, Geoderma, 97, pp. 39-60, 2000. DOI: 10.1016/S0016-7061(00)00025-2
Davies, B.E., Heavy metal contaminated soils in an old industrial area of Wales, Great Britain: source identification through statistical data interpretation, Water, Air and Soil Pollution, 94, pp. 85-98, 1997. DOI: 10.1023/A:1026478427782, 10.1007/BF02407095
Diggle, P.J. and Ribeiro Junior, P.J., Model-based Geostatistics, New York, Springer, 2007, pp. 12-28.
Facchinelli, A., Sacchi, E. and Mallen, L., Multivariate statistical and GIS-based approach to identify heavy metal sources in soils, Environmental Pollution, 114, pp. 313-324, 2001. DOI: 10.1016/S0269-7491(00)00243-8
Gallardo, A. y Maestre, F.T., Métodos geoestadísticos para el análisis de datos ecológicos espacialmente explícitos, en Maestre, F.T., Escudero, A. y Bonet, A. Introducción al análisis especial de datos en ecología y ciencias ambientales: Métodos y aplicaciones. Madrid, Universidad Rey Juan Carlos, Editorial Dykinson S.L., 2008. pp. 215-272.
García, M.J., Chica, M., Rigol, J.P., Pardo, E. y Rodríguez, V., Análisis especial geoestadístico para la caracterización edafológica de la Vega de Granada, en: El acceso a la información especial y las nuevas tecnologías geográficas. Memorias Congreso Nacional del Grupo de Tecnologías de la Información Geográfica [XII, 2006, Granada]. Universidad de Granada, España, 2006, pp. 195-206.
Goovaerts, P., Geostatistics in soil science: state-of-the-art and perspectives, Geoderma, 89, pp. 1-45, 1999. DOI: 10.1016/S0016-7061(98)00078-0
Goovaerts, P., Geostatistical tools for characterizing the spatial variability of microbiological and physico-chemical soil properties, Biol Fertil Soils, 27, pp. 315-334, 1998. DOI: 10.1007/s003740050439
Guastaferro, F., Castrignanò, A., de Benedetto, D., Sollitto, D., Troccoli, A. and Cafarelli, B., A comparison of different algorithms for the delineation of management zones, Precision Agriculture, 11, pp. 600-620, 2010. DOI: 10.1007/s11119-010-9183-4.
Hair, J.F., Anderson, R.E., Tatham, R.L. y Black, W.C., Análisis multivariante, 5ta ed. Madrid, Prentice Hall, 2004, pp. 79-142.
Jaramillo, D.F., Variabilidad espacial de las propiedades ándicas de un Andisol hidromórfico del Oriente Antioqueño (Colombia), Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín, 62, pp. 4907-4921, 2009.
Jaramillo, D.F., Sadeghian S. y Lince, L.A., Variabilidad espacial de las bases en un Andisol de la zona cafetera central colombiana, Boletín Ciencias de la Tierra, 33, pp. 111-124, 2013.
Jaramillo, D.F., Anaya, M.L., Restrepo, C.A., González, H.A. y Álvarez, F., Variables físicas que explican la variabilidad de un suelo alluvial y su comportamiento espacial, Pesquisa Agropecuaria Brasileira, 46(12), pp. 1707-1715, 2011. DOI: 10.1590/S0100-204X2011001200017
Krasilnikov, P. and Sidorova, V., Geostatistical analysis of the spatial structure of acidity and organic carbón in zonal soils of the Russian plain, in Krasilnikov, P., Carré, F. and Montanarella, L. Soil geography and geostatistics: Concepts and Applications, Luxembourg, Institute for Environment and Sustainability, European Communities, 2008, pp. 55-67.
Lin, Y.P., Multivariate geostatistical methods to identify and map spatial variations of soil heavy metals, Environmental Geology, 42, pp. 1-10, 2002. DOI: 10.1007/s00254-002-0523-1.
Lin, Y.B., Lin, Y.P., Liu, Ch.W. and Tan, Y.Ch., Mapping of spatial multi-scale sources of arsenic variation in groundwater on ChiaNan floodplain of Taiwan, Science of the Total Environment, 370, pp. 168-181, 2006. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2006.07.002.
Mariano, C., Bruno, C., Costas, J.L. and Balzarini, M., Geoestadística multivariada en agricultura de precisión, en: Memorias Jornadas Argentinas de Informática e Investigación Operativa [40, 2011, Córdoba, Argentina]. Sociedad Argentina de Informática y Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba. Agosto 29 a septiembre 2 de 2011, pp. 32-42.
Moral, F.J., Terrón, J.M. and Marques da Silva, J.R., Delineation of management zones using mobile measurements of soil apparent electrical conductivity and multivariate geostatistical techniques, Soil and Tillage Research, 106, pp. 335-343, 2010. DOI: 10.1016/j.still.2009.12.002.
Morales, P., El Análisis Factorial en la construcción e interpretación de tests, escalas y cuestionarios [en línea], Madrid, Universidad Pontificia Comillas, 2011 [fecha de consulta mayo 25 de 2012], 45 P. Disponible en: http://www.upcomillas.es/personal/peter/investigacion/AnalisisFactorial.pdf.
Schabenberger, O. and Pierce, F.J., Contemporary statistical models for the plant and soil sciences, New York, CRC Press, 2002, 738 P.
Van Miervenne, M., Is the soil variability within the small fields of Flanders structured enough to allow Precision Agriculture?, Precision Agriculture, 4, pp. 193-201, 2003. DOI: 10.1023/A:1024561406780
Webster, R., Oliver, M.A., Geostatistics for environmental scientists, 2a ed., England, John Wiley & Sons, 2007, 315 P.
Zaman, Q.U. and Schumann, A.W., Nutrient management zones for citrus base on variation in soil properties and tree performance, Precision Agriculture, 7, pp. 45-63, 2006. DOI: 10.1007/s11119-005-6789-z
Cómo citar
Licencia
Derechos de autor 2016 Boletín de Ciencias de la Tierra
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista. Al asumir los derechos patrimoniales del artículo, no podrá reproducirse parcial o totalmente en ningún medio impreso o digital sin permiso expreso del mismo.
