Acessibilidade / Reportar erro

Variability of apparently homogeneous soilscapes in São Paulo state, Brazil: II. quality of soil maps

Variabilidade de pedo-paisagens aparentemente homogêneas no estado de São Paulo, Brasil: II. qualidade de mapas de solos

Abstracts

The quality of semi-detailed (scale 1:100.000) soil maps and the utility of a taxonomically based legend were assessed by studying 33 apparently homogeneous fields with strongly weathered soils in two regions in São Paulo State: Araras and Assis. An independent data set of 395 auger sites was used to determine purity of soil mapping units and analysis of variance within and between mapping units and soil classification units. Twenty three soil profiles were studied in detail. The studied soil maps have a high purity for some legend criteria, such as B horizon type (> 90%) and soil texture class (> 80%). The purity for the "trophic character" (eutrophic, dystrophic, allic) was only 55% in Assis. It was 88% in Araras, where many soil units had been mapped as associations. In both regions, the base status of clay-textured soils was generally better than suggested by the maps. Analysis of variance showed that mapping was successful for "durable" soil characteristics such as clay content (> 80% of variance explained) and cation exchange capacity (≥ 50% of variance explained) of 0-20 and 60-80 cm layers. For soil characteristics that are easily modified by management, such as base saturation of the 0-20 cm layer, the maps had explained very little (< 15%) of the total variance in the study areas. Intermediate results were obtained for base saturation of the 60-80 cm layer (56% in Assis; 42% in Araras). Variance explained by taxonomic groupings that formed the basis for the legend of the soil maps was similar to, often even smaller than, variance explained by mapping units. The conclusion is that map boundaries have been very carefully located, but descriptions of mapping units could be improved. In future mappings, this could possibly be done at low cost by (a) bulk sampling to remove short range variation and enhance visualization of spatial patterns at distances > 100 m; (b) taking advantage of correlations between easily measured soil characteristics and chemical soil properties and, (c) unbending the link between legend criteria and a taxonomic system. The maps are well suited to obtain an impression of land suitability for high-input farming. Additional field work and data on former land use/management are necessary for the evaluation of chemical properties of surface horizons.

soil variability; map quality; sampling; Latosols


Avaliou-se a qualidade de mapas de solo semidetalhados (escala 1:100.000) bem como a utilidade de uma legenda baseada na taxonomia, por meio de um estudo de 33 glebas aparentemente homogêneas com solos fortemente intemperizados de duas regiões no estado de São Paulo: Araras e Assis. Nessas glebas, analisou-se um conjunto independente de dados de 395 locais, com amostras de solo coletadas a trado para determinar a pureza das unidades de mapeamento de solo e para analisar a variância entre as unidades de mapeamento e unidades taxonômicas e dentro delas. Vinte e três perfis de solos foram estudados. Os mapas de solo estudados apresentaram elevada pureza em relação a alguns critérios, tais como tipo de horizonte B (> 90%) e classe de textura (> 80%). A pureza para o caráter trófico (eutrófico, distrófico, álico) do mapa de Assis era de apenas 55%, contra 88% em Araras, onde muitas unidades de solo tinham sido mapeadas como associações. Em ambas as regiões, o caráter trófico dos solos argilosos foi geralmente melhor do que indicado pelos mapas. Análise de variância mostrou que o mapeamento resolveu parte considerável da variância de características "duráveis", como teor de argila (> 80%) e capacidade de troca catiônica (≥ 50%) das camadas de 0-20 e 60-80 cm de profundidade. No caso de características que podem ser modificadas facilmente por meio do manejo, tal como a saturação por bases na camada de 0-20 cm, o mapeamento resolveu uma parte muito pequena (< 15%) da variância total nas áreas estudadas. Resultados intermediários foram obtidos para saturação por bases na camada de 60-80 cm (56%, em Assis; 42%, em Araras). A variância resolvida por agrupamentos taxonômicos, que formaram a base para a legenda dos mapas, foi similar e freqüentemente inferior à variância resolvida por unidades de mapeamento. Concluiu-se que as delimitações nos mapas foram localizadas cuidadosamente, mas as descrições das unidades de mapeamento poderiam ser melhoradas. É possível que isso possa ser feito a baixo custo em mapeamentos futuros por meio de (a) coleta de amostras compostas para remover a variação a curta distância e melhorar a visualização de padrões espaciais a distâncias > 100 m; (b) tirar maior proveito de correlações existentes entre características de determinação simples e propriedades químicas dos solos e (c) abrandar a ligação entre os critérios usados nas legendas e um sistema taxonômico. Os mapas apresentaram-se úteis para obter uma impressão da aptidão das terras para a agricultura mecanizada. Trabalho de campo adicional e registros históricos de uso/manejo foram necessários para a avaliar as propriedades químicas dos horizontes superficiais dos solos.

variabilidade de solos; qualidade de mapas; amostragem; Latossolos


SEÇÃO V - GÊNESE, MORFOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO DO SOLO

Variability of apparently homogeneous soilscapes in São Paulo state, Brazil: II. quality of soil maps(1 (1 ) Part of Doctor's thesis of the first author. )

Variabilidade de pedo-paisagens aparentemente homogêneas no estado de São Paulo, Brasil: II. qualidade de mapas de solos

M. van Den BergI; J. B. OliveiraII

IGuest Researcher, Wageningen University, Dept. Environmental Sciences, Laboratory of Soil Science and Geology; P.O. Box 37, 6700 AA Wageningen, Netherlands; on leave of Directorate General of International Co-operation, Netherlands; E-mail: Maurits.vandenBerg@algemeen.beng.wau.nl

IIVisiting Professor, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Rua Coronel Quirino 1457/42. CEP 13025-002 Campinas (SP). E-mail: bertoldo@agr.unicamp.br

SUMMARY

The quality of semi-detailed (scale 1:100.000) soil maps and the utility of a taxonomically based legend were assessed by studying 33 apparently homogeneous fields with strongly weathered soils in two regions in São Paulo State: Araras and Assis. An independent data set of 395 auger sites was used to determine purity of soil mapping units and analysis of variance within and between mapping units and soil classification units. Twenty three soil profiles were studied in detail. The studied soil maps have a high purity for some legend criteria, such as B horizon type (> 90%) and soil texture class (> 80%). The purity for the "trophic character" (eutrophic, dystrophic, allic) was only 55% in Assis. It was 88% in Araras, where many soil units had been mapped as associations. In both regions, the base status of clay-textured soils was generally better than suggested by the maps. Analysis of variance showed that mapping was successful for "durable" soil characteristics such as clay content (> 80% of variance explained) and cation exchange capacity (≥ 50% of variance explained) of 0-20 and 60-80 cm layers. For soil characteristics that are easily modified by management, such as base saturation of the 0-20 cm layer, the maps had explained very little (< 15%) of the total variance in the study areas. Intermediate results were obtained for base saturation of the 60-80 cm layer (56% in Assis; 42% in Araras). Variance explained by taxonomic groupings that formed the basis for the legend of the soil maps was similar to, often even smaller than, variance explained by mapping units. The conclusion is that map boundaries have been very carefully located, but descriptions of mapping units could be improved. In future mappings, this could possibly be done at low cost by (a) bulk sampling to remove short range variation and enhance visualization of spatial patterns at distances > 100 m; (b) taking advantage of correlations between easily measured soil characteristics and chemical soil properties and, (c) unbending the link between legend criteria and a taxonomic system. The maps are well suited to obtain an impression of land suitability for high-input farming. Additional field work and data on former land use/management are necessary for the evaluation of chemical properties of surface horizons.

Index terms: soil variability, map quality, sampling, Latosols.

RESUMO

Avaliou-se a qualidade de mapas de solo semidetalhados (escala 1:100.000) bem como a utilidade de uma legenda baseada na taxonomia, por meio de um estudo de 33 glebas aparentemente homogêneas com solos fortemente intemperizados de duas regiões no estado de São Paulo: Araras e Assis. Nessas glebas, analisou-se um conjunto independente de dados de 395 locais, com amostras de solo coletadas a trado para determinar a pureza das unidades de mapeamento de solo e para analisar a variância entre as unidades de mapeamento e unidades taxonômicas e dentro delas. Vinte e três perfis de solos foram estudados. Os mapas de solo estudados apresentaram elevada pureza em relação a alguns critérios, tais como tipo de horizonte B (> 90%) e classe de textura (> 80%). A pureza para o caráter trófico (eutrófico, distrófico, álico) do mapa de Assis era de apenas 55%, contra 88% em Araras, onde muitas unidades de solo tinham sido mapeadas como associações. Em ambas as regiões, o caráter trófico dos solos argilosos foi geralmente melhor do que indicado pelos mapas. Análise de variância mostrou que o mapeamento resolveu parte considerável da variância de características "duráveis", como teor de argila (> 80%) e capacidade de troca catiônica (≥ 50%) das camadas de 0-20 e 60-80 cm de profundidade. No caso de características que podem ser modificadas facilmente por meio do manejo, tal como a saturação por bases na camada de 0-20 cm, o mapeamento resolveu uma parte muito pequena (< 15%) da variância total nas áreas estudadas. Resultados intermediários foram obtidos para saturação por bases na camada de 60-80 cm (56%, em Assis; 42%, em Araras). A variância resolvida por agrupamentos taxonômicos, que formaram a base para a legenda dos mapas, foi similar e freqüentemente inferior à variância resolvida por unidades de mapeamento. Concluiu-se que as delimitações nos mapas foram localizadas cuidadosamente, mas as descrições das unidades de mapeamento poderiam ser melhoradas. É possível que isso possa ser feito a baixo custo em mapeamentos futuros por meio de (a) coleta de amostras compostas para remover a variação a curta distância e melhorar a visualização de padrões espaciais a distâncias > 100 m; (b) tirar maior proveito de correlações existentes entre características de determinação simples e propriedades químicas dos solos e (c) abrandar a ligação entre os critérios usados nas legendas e um sistema taxonômico. Os mapas apresentaram-se úteis para obter uma impressão da aptidão das terras para a agricultura mecanizada. Trabalho de campo adicional e registros históricos de uso/manejo foram necessários para a avaliar as propriedades químicas dos horizontes superficiais dos solos.

Termos de indexação: variabilidade de solos, qualidade de mapas, amostragem, Latossolos.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

ACKNOWLEDGEMENTS

The authors gratefully acknowledge the support of Instituto Agronômico de Campinas (IAC), where the first author was a visiting scientist, and in special Dr. I.F. Lepsch, Dr. J.R.F. Menk and Dr. J.M.A.S. Valadares and the laboratories of the Sections of Pedology and of Soil Fertility and Plant Nutrition. We thank Usina São Jõao in Araras, Cia. Agrícola Nova América in Assis, Capivara Agropecuária in Maracaí and coworkers and technicians of the "Cooperativa de Pedrinhas Pta" for logistic support during the field work on their properties; Hugo de Souza Dias, for providing accommodation on his lovely farm near Assis; João Hecke for support with profile descriptions; I.A. Bognola and A.C. Joaquim for access to the unpublished preliminary versions of the soil map of the Assis region; Dr. P.M. Driessen, of the laboratory of Soil Science and Geology of Wageningen Agricultural University and Prof. Dr.P.A. Burrough, of the Faculty of Geographical Sciences of Utrecht University, for suggestions on earlier versions of the papers.

This study would not have been possible without a fellowship from the Netherlands Foundation for the Advancement of Tropical Research (WOTRO) and financial support of the Fundação para o Amparo da Pesquisa no Estado de São Paulo (FAPESP).

LITERATURE CITED

Received for publication in april 1999

Aproved in april 2000

  • ARNOLD, R.W. Soil survey reliability: Minimizing the consumer's risk. In: NETTLETON, W.D.; HORNSBY, A.G.; BROWN, R.B. & COLEMAN, T.L., eds. Data reliability and risk assessment in soil interpretations. Madison, Soil Science Society of America, 1996. p.13-20. (SSSA Special Publication, 47)
  • BECKETT, P.H.T. & WEBSTER, R. Soil variability: A review. Soils Fertil., 34:1-15, 1971.
  • BERG, M. van den. Available water capacity in strongly weathered soils of southeast and southern Brazil. In: LATINAMERICAN CONGRESS OF SOIL SCIENCE: SOLO-SUELO, 13., Águas de Lindóia, 1996. (Extended Abstract on CD-ROM)
  • BERG, M. van den. Retenção de água nos solos tropicais fortemente meteorizados do Sul e Sudeste do Brasil. In: SIMPÓSIO DE HIDRÁULICA E RECURSOS HÍDRICOS DOS PAÍSES DE LÍNGUA OFICIAL PORTUGUESA (SILUSBA), 3., Maputo, 1997. Anais. Maputo, 1997. v.2, t.2, p.1-10.
  • BERG, M. van den & KLAMT, E. Variabilidade de características de solos na região do planalto médio, RS: I. Análise da variância por amostragem aninhada. R. Bras. Ci. Solo, 21:393-399, 1997.
  • BERG, M. van den & OLIVEIRA, J.B. Variability of apparently homogeneous soilscapes in São Paulo State, Brazil: I. Spatial analysis. R. Bras. Ci. Solo, 24:377-391, 2000.
  • BOGNOLA, I.A.; JOAQUIM, A.C.; PRADO, H.; LEPSCH, I.F.; MENK, J.R.F.; JAHEL, T.C.; SOARES, M.R.; MENEZES, F.D. & NOGUEIRA, S.M. Plano Cartográfico do Estado de São Paulo. Carta Pedológica Semidetalhada do Estado de São Paulo: Assis. Secretaria Agricultura e Abastecimento-Instituto Agronômico/Secretaria Economia e Planejamento-IGC, 1996. Mapa escala 1:100.000.
  • BREGT, A.K. & WOPEREIS, M.C.S. Comparison of complexity measures for choropleth maps. Cartog. J., 27:85-91, 1990.
  • BROWN, R.B. & HUDDLESTON, J.H. Presentation of statistical data on map units to the user. In: MAUSCHBACH, M.J. & WILDING, L.P., eds. Spatial variabilities of soils and landforms. Madison, Soil Science Society of America, 1991. p.127-147. (SSSA Special Publications, 28)
  • BURROUGH, P.A.; BECKETT, P.H.T. & JARVIS, M.G. The relation between cost and utility in soil survey. I-III. J. Soil Sci., 22:359-394, 1971.
  • BURROUGH, P.A. & MCDONNELL, R.A. Principles of geographical information systems. Oxford, Oxford University Press, 1998. 333p.
  • CAMARGO, O.A.; VALADARES, J.M.A.S. & GERALDI, R.N. Características químicas e físicas de solo que recebeu vinhaça por longo tempo. Campinas, Instituto Agronômico, 1983. 30p. (Boletim técnico, 76)
  • CAMARGO, M.N.; KLAMT, E. & KAUFFMANN, J.H. Classificação de Solos usada em Levantamentos Pedológicos no Brasil. Bol. Inf. SBCS, 12:11-33 e 70-71, 1986a.
  • CAMARGO, O.A.; MONIZ, A.C.; JORGE, J.A. & VALADARES, J.M.A.S. Métodos de análise química, mineralógica e física de solos do Instituto Agronômico de Campinas. Campinas, Instituto Agronômico, 1986b. 94p. (Boletim técnico, 106)
  • EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília, EMBRAPA Produção de informação; Rio de Janeiro, EMBRAPA Solos, 1999. 412p.
  • FAO. Guidelines for soil profile description. 2.ed. Rome, FAO, 1977. 50p.
  • FAO/UNESCO. Soil Map of the World, Revised Legend (reprinted with corrections). Rome, FAO, 1990. 119p. (World Soil Resources Report 60)
  • GRUIJTER, J.J. & MARSMAN, B.A. Transect sampling for reliable information on mapping units. In: NIELSEN, D.R. & BOUMA, J., eds. Soil spatial variability. Wageningen, Pudoc., 1985. p.150-165.
  • KONING, G.H.J. & DIEPEN, C.A. van. Crop production potential of the rural areas within the European Communities. IV: Potential, water-limited and actual crop production. The Hague, Netherlands Scientific Council for Government Policy, 1992. 83p. (Working document, W68)
  • LEPSCH, I.F.; MENK, J.R.F. & OLIVEIRA, J.B. Carbon storage and other properties of soils under agriculture and natural vegetation in São Paulo State, Brazil. Soil Use Manag., 10:34-42, 1994.
  • MANTEL, S. & ENGELEN, V.W.P. van. The impact of land degradation on food productivity - Case studies of Uruguay, Argentina and Kenya: Main report. Wageningen, International Soil Reference and Information Centre, 1997. 44p. (Report 97/01)
  • MARSMAN, B.A. & GRUIJTER, J.J. Dutch soil survey goes into quality control. In: BURROUGH, P.A. & BIE, S.W., eds. Soil information systems technology. Wageningen, Pudoc, 1984. p.127-134.
  • MARSMAN, B.A. & GRUIJTER, J.J. Quality of soil maps: a comparison of survey methods in a sandy area. Wageningen, Netherlands Soil Survey Institute (Stiboka), 1986. 103p. (Soil Survey Papers, 15)
  • OBERTHÜR, T.; DOBERMANN, A. & NEUE, H.U. How good is a reconnaissance soil map for agronomic purposes? Soil Use Manag., 12:33-43, 1996.
  • OLIVEIRA, J.B. Solos da folha e município de Guaíra. Campinas, Instituto Agronômico, 1995. 127p. (Boletim Científico, 33)
  • OLIVEIRA, J.B. & BERG, M. van den. Aptidão agrícola das terras do estado de São Paulo: Quadrícula de Araras I., Campinas, Instituto Agronômico; Rio de Janeiro, Impressão Aerofoto, 1983. Mapa 1:100.000.
  • OLIVEIRA, J.B. & BERG, M. van den. Aptidão agrícola das terras do estado de São Paulo: Quadrícula de Araras II. Memorial descritivo. Campinas, Instituto Agronômico, 1985. 60p. (Boletim Técnico, 102)
  • OLIVEIRA, J.B. & BERG, M. van den. Relation between the Soil Units of the FAO-UNESCO Soil Map of the World Legend and the soil classes used in Brazilian surveys. Wageningen, International Soil Reference and Information Centre (ISRIC), 1996. 57p. (Technical Paper, 29)
  • OLIVEIRA, J.B. & PRADO, H. Levantamento pedológico semidetalhado do Estado de São Paulo: Quadrícula de São Carlos, II. Memorial descritivo. Campinas, Instituto Agronômico, 1984. 188p. (Boletim técnico, 98)
  • OLIVEIRA, J.B.; MENK, J.R.F. & ROTTA, C.L. Levantamento pedológico semidetalhado do estado de São Paulo: Quadrícula de Campinas. Rio de Janeiro, IBGE, 1977. Mapa 1:100.000
  • OLIVEIRA, J.B.; MENK, J.R.F.; BARBIERI, J.L.; ROTTA, C.L. & TREMOCOLDI, W.A. Levantamento pedológico semidetalhado do estado de São Paulo: Quadrícula de Araras. Rio de Janeiro, Aerofoto Cruzeiro, 1981. Mapa 1:100 000.
  • OLIVEIRA, J.B.; BARBIERI, J.L.; MENK, J.R.F.; ROTTA, C.L. & TREMOCOLDI, W.A. Levantamento pedológico semidetalhado do Estado de São Paulo: Quadrícula de Araras. Campinas, Instituto Agronômico, 1982. 180p. (Boletim Técnico, 71)
  • OLIVEIRA, J.B.; JACOMINE, P.K.T. & CAMARGO, M.N. Classes gerais de solos do Brasil: Guia auxiliar para seu reconhecimento. Jaboticabal, FUNEP, 1992. 201p.
  • PRADO, H.; OLIVEIRA, J.B. & ALMEIDA, C.L.F. Levantamento pedológico semidetalhado do estado de São Paulo: Quadrícula de São Carlos. Rio de Janeiro, Aerofoto Cruzeiro, 1981. Mapa 1:100.000.
  • RAIJ, B. van & QUAGGIO, J.A. Métodos de análise de solo para fins de fertilidade. Campinas, Instituto Agronômico, 1983. 31p. (Boletim técnico, 81)
  • SOIL SURVEY STAFF. Soil Survey Manual. Washington D.C., United States Department of Agriculture, 1951. 503p. (Agric. Handbook, 18)
  • SOIL SURVEY STAFF. Soil Survey Manual. Washington D.C., United States Department of Agriculture, 1993. 1993. 437 p. (Handbook, 18)
  • RÖTTER, R. & DREISER, C. Extrapolation of maize fertilizer trial results by using crop-growth simulation: results for Murang'a district, Kenya. In: FRESCO, L.O.; STROOSNIJDER, L.; BOUMA, J. & KEULEN, H. van, eds. The future of the land, mobilising and integrating knowledge for land use options, Chichester, John Wiley & Sons, 1994. p.249-260.
  • SOUZA DIAS, H. Mapeamento de solos da C.A.N.A. Assis, Cia. Agrícola Nova América, 1985. Mapa 1:50.000
  • SYSTAT INC. Systat, the system for statistics. version 2. Evanston, Systat Inc., 1985.
  • WEBSTER, R. & OLIVER, M.A. Statistical methods in Soil and Land Resources Survey. Oxford, Oxford University Press, 1990. 316p.
  • WILDING, L.P. & DREES, L.R. Spatial variability: A pedologist's viewpoint. In: STELLY, M.; KRAL, D.M. & NAUSEEF, J.H., eds. Diversity of soils in the tropics. Madison, Soil Science Society of America, American Society of Agronomy, 1978. p.1-12. (ASA Special Publication, 34)
  • (1
    ) Part of Doctor's thesis of the first author.
  • Publication Dates

    • Publication in this collection
      06 Oct 2014
    • Date of issue
      June 2000

    History

    • Received
      Apr 1999
    • Accepted
      Apr 2000
    Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Secretaria Executiva , Caixa Postal 231, 36570-000 Viçosa MG Brasil, Tel.: (55 31) 3899 2471 - Viçosa - MG - Brazil
    E-mail: sbcs@ufv.br