Diagnosis of the Spatial Variability of Soil Nutrients and Economics of Precision Management in Degraded Pastures
Abstract
:1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Study Area
2.2. Soil Sampling and Laboratory Analyses
2.3. Diagnosis of Pastures Degradation Stages
2.4. Geostatistical and Exploratory Analysis
3. Results
3.1. Diagnosis of the Pastures Stage of Degradation
3.2. Descriptive Statistical Analysis of Available P and K+
3.3. Geostatistical and Spatial Analyses of Available P and K+ in Soils
3.4. Recommendation of Fertilization, Management Zones and Evaluation of Cost/Benefit
4. Discussion
4.1. Diagnosis of the Pastures Stage of Degradation
4.2. Descriptive Statistical Analysis of Available P and K+
4.3. Geostatistical and Spatial Analyses of Available P and K+ in Soils
4.4. Recommendation of Fertilization, Management Zones and Evaluation of Cost/Benefit
5. Conclusions
Author Contributions
Funding
Institutional Review Board Statement
Informed Consent Statement
Data Availability Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
References
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Properties | Pastures | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
I | II | III | IV | V | VI | VII | VII | IX | X | |
SOM (%) | 2.60 | 3.10 | 2.60 | 3.10 | 2.90 | 2.90 | 2.60 | 2.40 | 2.60 | 2.10 |
pH (CaCl2) | 5.30 | 5.00 | 4.70 | 4.80 | 3.50 | 4.70 | 4.60 | 4.80 | 4.70 | 5.10 |
Ca2+ (cmolc kg−1) | 3.00 | 2.80 | 1.70 | 2.40 | 3.60 | 2.10 | 1.30 | 1.70 | 1.90 | 1.70 |
Mg2+ (cmolc kg−1) | 1.30 | 1.20 | 0.80 | 0.90 | 1.00 | 0.80 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.70 |
K+ (mg kg−1) | 113 | 78.0 | 93.6 | 50.7 | 66.3 | 39.0 | 42.9 | 58.5 | 62.4 | 66.3 |
P (mg kg−1) | 18.0 | 15.0 | 3.00 | 9.00 | 18.8 | 11.0 | 2.00 | 3.00 | 8.00 | 35.0 |
Al3+ (cmolc kg−1) | 0.00 | 0.00 | 0.30 | 0.00 | 0.00 | 0.10 | 0.20 | 0.00 | 0.10 | 0.00 |
H + Al (cmolc kg−1) | 2.00 | 2.90 | 4.00 | 3.30 | 2.20 | 3.60 | 3.80 | 2.90 | 3.10 | 2.00 |
SB (cmolc kg−1) c | 4.59 | 4.20 | 2.74 | 3.43 | 4.77 | 3.00 | 2.01 | 2.55 | 2.86 | 2.57 |
CEC (cmolc kg−1) c | 6.39 | 7.10 | 6.74 | 6.73 | 6.97 | 6.60 | 5.81 | 5.45 | 5.96 | 4.57 |
V (%) c | 69.7 | 59.2 | 40.7 | 50.9 | 68.4 | 45.5 | 34.6 | 46.8 | 48.0 | 56.2 |
m (%) c | 0.00 | 0.00 | 1.50 | 0.00 | 0.00 | 1.50 | 3.40 | 0.00 | 1.70 | 0.00 |
Sand (g kg−1) | 79.2 | 68.6 | 63.2 | 63.1 | 55.2 | 59.7 | 55.6 | 63.1 | 67.9 | 82.1 |
Silt (g kg−1) | 3.40 | 7.80 | 8.50 | 8.20 | 10.8 | 9.50 | 10.3 | 8.40 | 6.50 | 2.90 |
Clay (g kg−1) | 17.4 | 23.6 | 28.3 | 28.7 | 34.0 | 30.8 | 34.1 | 28.5 | 25.6 | 15.0 |
Pastures | Age c | Predominant Forage b | Area (ha) | Management a |
---|---|---|---|---|
I | 9 | U. brizantha cv. Marandu | 5.90 | Fertilization to implantation plus 30 tons of tanned cattle manure |
II | 9 | U. brizantha cv. Marandu | 6.15 | Fertilization to implantation |
III | 9 | U. Brizantha cv. Marandu | 5.60 | Fertilization to implantation |
IV | 7 | M. maximus cv. Mombasa | 13.05 | Fertilization to implantation plus 30 tons of tanned cattle manure |
V | 7 | M. maximus cv. Mombasa | 10.08 | Fertilization to implantation plus 30 tons of tanned cattle manure |
VI | 7 | M. maximus cv. Mombasa | 10.09 | Fertilization to implantation plus 30 tons of tanned cattle manure |
VII | 9 | No pasture | 6.24 | Fertilization to implantation |
VIII | 9 | No pasture | 3.93 | Fertilization to implantation |
IX | 9 | M. maximus cv. Mombasa | 5.62 | Fertilization to implantation plus 30 tons of tanned cattle manure |
X | 9 | U. brizantha cv. Marandu | 3.22 | Fertilization to implantation plus 30 tons of tanned cattle manure |
Chemical Attribute | Average * | Median | Value | Coefficient | Test W (1) | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Minimum | Maximum | CV (2) | Cs (3) | Ck (4) | ||||
P (mg kg−1) | 27.40 | 11.00 | 2.57 | 188.08 | 121.66 | 2.02 | 4.83 | 0.721 ns |
K+ (mg kg−1) | 39.83 | 35.00 | 12.90 | 128.00 | 55.44 | 1.99 | 5.21 | 0.823 ns |
Phosphate Fertilization | Potassium Fertilization | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Fertilization Method | Quantity (kg) c | Cost (USD) | Quantity (kg) | Cost (USD) | ||||
P2O5 | SS a | Total | Ha * | K2O | KCl b | Total | ha | |
Fertilization of implantation + maintenance ** | ||||||||
Conventional d | 6094.9 | 33,860.6 | 19,774.1 | 279.1 | 3941.5 | 6569.2 | 7215.5 | 101.9 |
Varied rate f | 3754.9 | 20,860.7 | 12,182.3 | 172.0 | 4774.2 | 7957.0 | 8739.8 | 123.4 |
Balance e | 2340.0 | 12,999.9 | 7591.7 | 107.2 | −832.4 | −1387.8 | −1524.3 | −21.5 |
Soil analysis g | ||||||||
Samples | Cost (USD) | |||||||
Conventional | 10.0 | 155 | ||||||
Varied rate | 100.0 | 1550 |
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da Silva Carneiro, J.S.; da Costa Leite, R.; Ferreira Junior, J.M.; Gomes de Faria, Á.J.; Godinho Silva, S.H.; Clementino dos Santos, A.; Ribeiro da Silva, R. Diagnosis of the Spatial Variability of Soil Nutrients and Economics of Precision Management in Degraded Pastures. Grasses 2022, 1, 30-43. https://doi.org/10.3390/grasses1010003
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Chicago/Turabian Styleda Silva Carneiro, Jefferson Santana, Rubson da Costa Leite, José Moisés Ferreira Junior, Álvaro José Gomes de Faria, Sérgio Henrique Godinho Silva, Antonio Clementino dos Santos, and Rubens Ribeiro da Silva. 2022. "Diagnosis of the Spatial Variability of Soil Nutrients and Economics of Precision Management in Degraded Pastures" Grasses 1, no. 1: 30-43. https://doi.org/10.3390/grasses1010003