Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 4 uppsatser.

Licentiatavhandling (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet. / Härtill 3 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2008. / Härtill 5 uppsatser.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-26Bitstream added on 2014-06-13T18:49:37Z : No. of bitstreams: 1 marconato_es_me_bauru.pdf: 1206389 bytes, checksum: f8a0f6e58685127f646ddaaf87172d95 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O agronegócio possui participação fundamental no cenário econômico brasileiro, com reflexos importantes sobre o produto interno bruto, as exportações e a geração de empregos. A viabilidade econômica do setor agropecuário a partir da redução dos custos de produção, do aumento da produtividade e da redução ambiental causado pelo excesso de insumos, depende da Agricultura de Precisão. As informações referentes à variabilidade de diferentes propriedades do solo dentro da lavoura são fundamentais no processo de tomada de decisão. Uma das limitações da Agricultura de Precisão, a incapacidade de se obter as propriedades do solo de maneira rápida e com baixo custo, tem levado pesquisadores a desenvolver sensores para análise de solo em tempo real, sendo a espectroscopia uma das técnicas utilizadas. Neste trabalho, redes neurais artificiais (RNA) foram utilizadas como ferramenta inteligente para, a partir de uma massa de dados fornecidas por um sensor de solo em tempo real que utiliza a técnica de espectroscopia, estimar os teores de nitrogênio total e umidade do solo. O trabalho apresenta também uma comparação entre o resultado das redes neurais artificiais e o resultado da estimação de um software de análise quimiométrica utilizando a mesa massa de dados. o desempenho apresentado pelas redes neurais artificiais mostra ser possível sua utilização como ferramenta alternativa aos softwares de análise quimiométrica, além de permitir embarcar a inteligência de estimação, o que pode ser um passo preliminar para o desenvolvimento de equipamentos de baixo custo para análise de solo em tempo real / Agribusiness has a fundaental role in the Brazilian economy, with important consequences on the gross domestic produtt, exports and job generation. The economic viability of the agricultural sector by reducing production costs, increasing productivity and reducing the environmental impact caused by excessive inputs, depends on Precision Agriculture. Information concerning the variability of different soil properties whitin the crop is essential in the process of decision making. One of the limitations of precision agriculture, the inability to obtain the soil characteristics quickly and cost effectively, has led researchers to develop sensors for soil analysis in real time, using the technique of spectroscopy. This work used artificial neural networks (ANN) as a smart tool for estimating the total nitrogen content and soil moisture from data provided by a real time soil sensor using the technique of spectroscopy. This work also presents a comparison between the estimation results of the artificial neural networks and the estimation results of a chemometric analysis software using the same database The performance of the neural networks shows its possible use as can alternative tool to chemometric analysis software and allows the estimative intelligence to be embedded, which may be a preliminary step for the development of low-cost equipment for real-time soil analysis

Soil analysis is one of main resources for obtaining agriculture with quality and gains, being even the first way in planning this activity, to determine the necessity and quantity of fertilizer that each land needs, according recommendation of fertilization and setting. Therefore, this research is the main objective to evaluate the difference between soil analysis in conventional agriculture and soil analysis in precision agriculture. The research was developed in Restinga Seca, RS, at two distinct properties, was developed the system of conventional agriculture and, the precision agriculture. In conventional agriculture, soil analysis was put into action by this way: from an area of 20 hectares were collected from 15 dots, with a spade, mere samples that are put in a bucket, where formed a composed sample, to be send to laboratory. In precision agriculture the soil analysis was collected by geo-referencing method using GPS, establishing exact dots through the Coordinates X and Y , and in this way forming the sample grate. It was collected one sample each two hectares, more nine samples in V around each geo-referent dot, for send to laboratory. Soil levies were done by a four-cycle. The advantages of precision agriculture with regard to conventional agriculture are economic reduction of fertilizer, productivity increasing, land sustentation, because the correct manure use and economy of agricultural agro-toxins. The disadvantage is the high cost of the equipments to develop the precision agriculture. After all, the benefits and the increasing of the new method use corroborate evidence to prove its superiority in relation to conventional agriculture. / A análise de solo é um dos principais recursos para a obtenção de uma agricultura de qualidade e rendimento, sendo o primeiro passo no planejamento dessa atividade, a determinação da necessidade e a quantidade de fertilizantes de que cada gleba vai precisar, em consonância com os programas de recomendação de adubação e calagem. Em vista disso, esta pesquisa tem como objetivo principal avaliar a diferença entre análise de solo na agricultura convencional e análise de solo na agricultura de precisão. O trabalho realizou-se na cidade de Restinga Seca, RS, em duas propriedades distintas, cada qual com um tipo de sistema de agricultura: convencional e agricultura de precisão. Na agricultura convencional, a análise de solo foi executada em uma área de 20 hectares onde foram coletadas 15 pontos de amostras e enviadas ao laboratório. Na agricultura de precisão a análise de solo foi coletada uma amostra a cada dois hectares, mais nove subamostras em "V", ao redor de cada ponto georreferenciado, formando, assim uma amostra composta e enviada ao laboratório. As coletas de solo foram feitas com um quadriciclo. As vantagens da agricultura de precisão em relação à agricultura convencional são: redução econômica de insumos; aumento da produtividade; sustentabilidade da terra, pelo uso correto de fertilizantes, e economia em agrotóxicos. A desvantagem ainda é o alto custo em equipamentos para desenvolver a agricultura de precisão. Ao final, comprovam-se de forma eficiente os benefícios e o aumento crescente deste tipo de cultura que chamamos agricultura de precisão, em relação à agricultura convencional.

Orientador: Paulo José Amaral Serni / Banca: Roberto Lyra Villas Boas / Banca: José Alfredo Covolan Ulson / Resumo: O agronegócio possui participação fundamental no cenário econômico brasileiro, com reflexos importantes sobre o produto interno bruto, as exportações e a geração de empregos. A viabilidade econômica do setor agropecuário a partir da redução dos custos de produção, do aumento da produtividade e da redução ambiental causado pelo excesso de insumos, depende da Agricultura de Precisão. As informações referentes à variabilidade de diferentes propriedades do solo dentro da lavoura são fundamentais no processo de tomada de decisão. Uma das limitações da Agricultura de Precisão, a incapacidade de se obter as propriedades do solo de maneira rápida e com baixo custo, tem levado pesquisadores a desenvolver sensores para análise de solo em tempo real, sendo a espectroscopia uma das técnicas utilizadas. Neste trabalho, redes neurais artificiais (RNA) foram utilizadas como ferramenta inteligente para, a partir de uma massa de dados fornecidas por um sensor de solo em tempo real que utiliza a técnica de espectroscopia, estimar os teores de nitrogênio total e umidade do solo. O trabalho apresenta também uma comparação entre o resultado das redes neurais artificiais e o resultado da estimação de um software de análise quimiométrica utilizando a mesa massa de dados. o desempenho apresentado pelas redes neurais artificiais mostra ser possível sua utilização como ferramenta alternativa aos softwares de análise quimiométrica, além de permitir embarcar a inteligência de estimação, o que pode ser um passo preliminar para o desenvolvimento de equipamentos de baixo custo para análise de solo em tempo real / Abstract: Agribusiness has a fundaental role in the Brazilian economy, with important consequences on the gross domestic produtt, exports and job generation. The economic viability of the agricultural sector by reducing production costs, increasing productivity and reducing the environmental impact caused by excessive inputs, depends on Precision Agriculture. Information concerning the variability of different soil properties whitin the crop is essential in the process of decision making. One of the limitations of precision agriculture, the inability to obtain the soil characteristics quickly and cost effectively, has led researchers to develop sensors for soil analysis in real time, using the technique of spectroscopy. This work used artificial neural networks (ANN) as a smart tool for estimating the total nitrogen content and soil moisture from data provided by a real time soil sensor using the technique of spectroscopy. This work also presents a comparison between the estimation results of the artificial neural networks and the estimation results of a chemometric analysis software using the same database The performance of the neural networks shows its possible use as can alternative tool to chemometric analysis software and allows the estimative intelligence to be embedded, which may be a preliminary step for the development of low-cost equipment for real-time soil analysis / Mestre

Esta tese descreve o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas, em especial a voltametria de onda quadrada com o eletrodo de gota pendente de Hg, para determinação de atrazina em águas de rios do Estados de São Paulo e em amostras de solo. A exatidão das metodologias foi avaliada por comparação com HPLC e estudos de recuperação. Inicialmente desenvolveu-se o método em modo estático, no qual a maior sensibilidade foi obtida em pH 2 e freqüência de 400 Hz, com limites de detecção e determinação de 2 e 10 microgramas L-1, respectivamente. O estudo do comportamento eletroquímico revelou que a atrazina comporta-se reversivelmente em altas freqüências de onda quadrada. Dentre os metabólitos da atrazina, a desetilatrazina e desiosopropilatrazina, também são eletroativas nas condições estudadas, sendo possíveis interferentes, ao contrário da hidroxiatrazina e didealquilatrazina. Sistemas em fluxo contínuo e de injeção seqüencial foram desenvolvidos para determinação de atrazina em extrato de solo e águas naturais, bem como em estudos de adsorção. Em águas, os limites de detecção e determinação obtidos por injeção seqüencial foram de 4,5 e 15 microgramas L-1. Estudos de adsorção revelaram que atrazina liga-se mais fortemente a solos em meios ácidos. As metodologias em fluxo permitiram um significativo aumento da velocidade analítica e economia de reagentes, automatizando as determinações. / This thesis describes the development of electroanalytical methodologies, especially the square wave voltammetry with the hanging mercury drop electrode, for determination of the herbicide atrazine in river waters of the São Paulo state and soil samples. The accuracy of the methodologies was evaluated by comparison with HPLC and recovery studies. Initially, a stationary method was developed, in which the highest sensitivity was attained at pH 2 and at frequency of 400 Hz, with detection and quantification limits of 2 and 10 micrograms L-1, respectively. The electrochemical behavior of atrazine was reversible at the higher square wave frequencies. Among the atrazine metabolites, deethylatrazine and deisopropylatrazine are also electroactive under the studied conditions, being possible interferences, contrary to hydroxyatrazine and didealkylatrazine. Continuous flow and sequential injection systems were developed for determination of atrazine in soil extracts and natural waters, as well as in adsorption studies. In waters, the detection and quantification limits attained by sequential injection were 4.5 and 15 micrograms L-1. Adsorption studies showed that atrazine binds more strongly to soil in acidic media. The flow analysis methodologies lead to significant increase in the sampling throughput and reagent saving, automating the determinations.

O conhecimento do comportamento físico-hídrico do solo é fundamental para sua caracterização. Dentre elas, a determinação da curva de retenção de água é o processo que costuma ser mais oneroso e demorado. Várias tentativas estão sendo estudadas no sentido de minimizar custo e tempo para a obtenção desta curva. A escolha do número e da combinação de pontos, ou seja, dados de umidade e correspondente tensão da água no solo, utilizados para a determinação da curva de retenção, normalmente é feita de forma arbitrária, contudo, a demora na obtenção da curva de retenção, aliada ao valor considerado alto para pequenos irrigantes, são na maioria das vezes, um empecilho para que o agricultor realize esta análise. O objetivo deste trabalho foi definir o menor número e a melhor combinação de pares de umidade e tensão de água no solo que resulte na descrição de uma curva de retenção de água do solo confiável. Para a realização da pesquisa, foram utilizados dois tipos de solos com granulometrias distintas, (arenoso e argiloso). Foram realizadas nove repetições, para cada tipo de solo, as quais foram submetidas a diferentes tensões pelo método da câmara de Richards e ajustadas pelo modelo de van Genuchten. Realizaram-se curvas contendo 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 pontos de tensão, sendo que a curva que contem 13 pontos foi adotada neste estudo como referência (A1) na comparação com as demais. A análise estatística foi gerada inicialmente sobre os dados brutos das umidades do solo observadas para todas as repetições, calculando-se os coeficientes de variação para os parâmetros do modelo de van Genuchten. Posteriormente, entre os dados observados e ajustados pelo modelo, foram determinados índices estatísticos comparativos. Finalmente, os parâmetros obtidos de vários pares de umidade e correspondente tensão de água no solo obtidos na câmara Richards foram comparados aos parâmetros equivalentes da curva referência (A1) e submetidos à análise de variância (teste F), e suas médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5%. A curva de retenção de água no solo com 7 pontos, elaborada com as tensões 0, 40, 100, 300, 1.000, 5.000 e 15.000 hPa, foi a que mais se aproximou da curva de referência A1, não apresentando diferença estatística em nenhum dos parâmetros do modelo. / The knowledge of the soil hydrophysical behavior is critical for characterizing its physical properties. Among them, the determination of the soil water retention curve is often the most expensive and the most time consuming. Many attempts have been tried in order to minimize the cost and the time to obtain this curve. The choice of number and combinations of points to be taken, i.e., water content and its corresponding water potential in soil, used to determine the soil water retention curve, is usually made arbitrarily, however, the delay in obtaining the curve, coupled with the cost considered high to small irrigators, are mostly an obstacle for the farmer to carry out this analysis. The objective of this work was to define the smallest number and the optimal combination of water content and water potential pairs that result in a trustable soil water retention curve. To carry out this research, two types of soils with contrasting textures were used (sandy and clay soil). For each type of soil, nine repetitions were submitted to different tensions by the Richards chamber method and adjusted by the equation of van Genuchten. Curves with 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 tension points were made, taking the 13-point curve as a standard (A1) in comparison to the others. Initially, the statistical analysis was performed on the raw data of the observed water contents for all the repetitions, calculating the variation coefficient for the van Genuchten equation parameters. Subsequently, statistical indices of comparison were used between the observed and adjusted data. Lastly, the obtained parameters for different pairs of water content and its corresponding water potential in Richards\' chamber were compared to the equivalent parameters of the standard curve (A1) and submitted to the analysis of variance (F test), and their mean values were compared by the Scott-Knott test (5% of probability). The 7-point soil water retention curve, using the tensions of 0; 40; 100; 300; 1,000; 5,000 e 15,000 hPa, was the closest one to the standard curve A1, showing no statistical difference in any parameters of the model.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nitrogen (N) fertilization management in the states of Rio Grande do Sul (RS) and Santa Catarina (SC), Brazil, is performed using interpretation tables of soil organic matter (SOM) in which we obtain the interpretation ranges of N availability and therefore N rates. However, the productivity of flooded rice is highly variable according to the SOM content, resulting low and high relative grain yields regardless of the SOM content or N fertilization. Soil analysis methods estimate the labile organic N, which is mineralizable and may be available during the crop cycle. Moreover, these methods have the potential to obtain a better correlation between the amount of soil analysis and crop productivity. Therefore, this study aims to evaluate the ability of alkaline hydrolyzable N content extracted by Direct Steam Distillation (DSD) method of analysis to predict N mineralization in paddy soils from RS state. We collected 32 soil samples (0-20 cm layer) in the five rice production areas of RS state, which presented some contrasting texture and SOM content. The DSD method was used to obtain the mineralizable N content in the soil samples. We carried out a laboratory experiment to determine the N mineralization in anaerobic incubation, and another greenhouse experiment to determine the content and the accumulation of N by rice plants. We evaluated the Pearson linear correlation coefficient (r) (P <0.05) between the N content available after 28 days of anaerobic incubation and the N accumulation by rice plants with the N content obtained by DSD, SOM, total N and clay contents. The results of N estimated by DSD, N mineralized under anaerobic incubation and N accumulated by plants showed high amplitude, which was linked to the attributes of the soil samples. Results have shown that the evaluation of a more labile fraction of N by the DSD method improves the estimation of N availability when compared to the methods that assess the total SOM. This method has the potential to be used as indicator of the N availability in paddy soils in the RS state. The soil clay content influenced mineralization, availability and accumulation of N by rice plants, suggesting the necessity to include this soil parameter in the calibration, interpretation and/or recommendations of N fertilization for flooded rice. / O manejo da adubação nitrogenada nos estados do Rio Grande do Sul (RS) e Santa Catarina (SC) é realizado por meio de tabelas de interpretação do teor de matéria orgânica do solo (MOS), a partir do qual se obtêm as faixas de interpretação da disponibilidade de nitrogênio (N) e, consequentemente, as doses de N. No entanto, a produtividade do arroz irrigado por inundação é muito variável com o teor de MOS, sendo obtidos tanto baixos como elevados rendimentos relativos da cultura, independente do teor de MOS ou da adubação nitrogenada aplicada. Métodos de análise do solo que estimam frações lábeis de N orgânico, prontamente mineralizáveis e que podem ser disponibilizadas durante o ciclo da cultura, têm potencial para auxiliar na obtenção de uma melhor correlação entre o valor da análise do solo e a produtividade da cultura. Diante disso, o presente estudo visa avaliar a capacidade do teor de N alcalino hidrolisável, extraído pelo método de análise Direct Steam Distillation (DSD), em predizer a mineralização de N em diferentes solos aptos ao cultivo de arroz irrigado do RS. Foram coletadas 32 amostras de solo na camada de 0 - 20 cm, abrangendo as cinco regiões produtoras de arroz do RS, com diferenças na textura e teor de MOS. Posteriormente, foi utilizado o método DSD para obter o índice de N mineralizável nos solos. Um experimento foi conduzido em laboratório para determinar a mineralização de N em incubação anaeróbica e outro experimento foi realizado em casa de vegetação, para determinar o teor e o acúmulo de N pelas plantas de arroz irrigado. Avaliou-se o coeficiente de correlação (r) linear de Pearson (P<0,05) entre o teor de N disponível após 28 dias de incubação anaeróbica e o conteúdo de N acumulado pelas plantas de arroz com a quantidade de N obtida pelo DSD, teores de MOS, N total e argila. O teor de N estimado pelo DSD, N mineralizado em incubação anaeróbica e o N acumulado pelas plantas apresentaram elevada amplitude, a qual esteve atrelada aos atributos dos solos. Os resultados encontrados apontam que a avaliação de uma fração mais lábil do N pelo método DSD melhora a estimativa da disponibilidade de N em comparação com métodos que avaliam o teor total de MOS, demonstrando que este índice tem potencial de ser utilizado para indicar a disponibilidade de N em solos sob cultivo de arroz irrigado por inundação no estado do RS. O teor de argila do solo influenciou a mineralização, disponibilidade e acúmulo de N pelas plantas de arroz, sugerindo a necessidade de se incluir este parâmetro do solo na calibração, interpretação e/ou recomendações do fertilizante nitrogenado para a cultura do arroz irrigado.

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