Application of geostatistics to evaluation of penetrometric measurements

Evaluation of changes to soil condition, e.g. in assessment of soil protection technologies in maize growing can be done through penetrometric measurements. Frequency of penetration measurements and their results in the form of graphical developments of penetration resistance do not offer a sufficient picture of complicated spatial configuration of soil particles. Application of non-traditional evaluation methods using variograms and special procedures of geostatistics make it possible to express more graphically differences between measured points in the chosen area. A suitable graphical program is able to express graphically and continuously the complexities of changes in soil condition and compare different tillage technologies. For assessing the suitability of geostatistics, the results of penetration measurements made in fields with different tillage technologies (no ploughing, minimum ploughing and ploughing) at the flowering stage of maize were used for the experiment. During measuring the penetration resistance, samples of soil in the experimental fields were withdrawn to determine soil volume weight and moisture. Based on the statistical processing of penetration measurements, graphical interpretations of the profiles of measured soil sections for individual tillage technologies up to a depth of 0.4 m were prepared using the linear variogram model under a Surfer program. In comparison with classic penetrograms, graphical profiles of individual technologies indicate significant differences in the soil condition.

---

Badania zmian stanu gleby, np. przy ocenie gleboochronnych technologii uprawy kukurydzy, można realizować za pomocą pomiarów penetracyjnych. Przedstawianie wyników pomiarów penetracyjnych w formie graficznego przebiegu oporu nie daje w pełni jasnego obrazu o złożonej przestrzennej strukturze gleby. Zastosowanie specjalnych metod oceny wyników pomiarów za pomocą krzywych wariacyjnych i odpowiednich metod geostatystycznych pozwala na bardziej dokładne określenie różnic między badanymi stanowiskami pola. Odpowiedni program graficzny pozwala w sposób poglądowy i spójny wyjaśnić złożone zmiany stanu gleby, umożliwiając porównanie różnych technologii jej obróbki. Przy ocenie przydatności metod geostatystycznych wykorzystano wyniki pomiarów penetracyjnych na polach z kukurydzą uprawianą w technologii bezorkowej, z minimalną i orkową obróbką gleby. Pomiary penetracyjne przeprowadzono w fazie kwitnienia kukurydzy, pobierając próbki gleby do określenia jej masy objętościowej i wilgotności. Na podstawie obróbki statystycznej wyników pomiarów penetracyjnych dla liniowego modelu krzywych wariacyjnych opracowano, za pomocą programu Surfer, graficzne interpretacje profili w przyjętych odcinkach do głębokości 0,4 m. Uzyskane "penetogramy" dotyczące poszczególnych technologii, w porównaniu z klasycznymi "penetogramami", wskazały na wyraźne różnice w stanie profilu glebowego, z dobrze widocznymi miejscami zwiększonego oporu penetracyjnego.