O Brasil é um país expressivo na produção de alimentos, assim para melhorar a eficiência da agricultura se faz necessário seu planejamento. O solo é a base para a agricultura sendo relevante nas questões de segurança alimentar e qualidade ambiental. Dados obtidos por sensoriamento remoto podem auxiliar no levantamento, mapeamento e manejo do solo, que são estratégicos para uma agricultura planejada. As técnicas de espectroscopia de refletância são mais rápidas, menos onerosas e menos poluentes quando comparado aos métodos tradicionais de análise de solos. Um banco de dados com informações de espectros de solo é denominado Biblioteca Espectral (BE). Por meio de uma BE é possível caracterizar classes de solo e estimar atributos. As BEs além de contribuir para o levantamento, mapeamento, manejo de solos e ainda pode auxiliar na agricultura de precisão, modelagem de atributos do solo, monitoramento de solos contaminados, comunicação entre pedólogos e conservação dos solos. Existem Bibliotecas Espectrais de Solos (BES) a nível mundial com amostras de continentes, tais como a Austrália, Europa, Ásia, África e Américas, porém poucas amostras Brasileiras representativas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é elaborar uma primeira versão da BE de solos do Brasil (BESB), caracterizar os espectros das classes de solos e quantificar atributos do solo (argila e areia). O banco recebeu amostras de 17 colaboradores e instituições de diversos estados brasileiros, que incluem: Rio Grande do Sul, Santa Catarina, São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Maranhão, Pernambuco, Rio Grande do Norte, Ceará, Paraíba, Pará, Roraima, Amazonas e Distrito Federal. No total 19.537 curvas espectrais de solo provenientes de tradagens e perfis foram caracterizados, essas amostras são de várias classes de solos do Brasil. Perfis de solo e seus horizontes representativos tiveram seus espectros caracterizados em curvas multi-espectrais em profundidade. Foi gerado um modelo de quantificação dos atributos baseado na regressão dos mínimos quadrados parciais (PLSR). Os resultados obtidos para os modelos de quantificação foram utilizados para calibração da fração argila (calibração R2 = 0,82; RMSE = 46,75 g/kg, validaçãp R2 = 0,83 ; RMSE = 46,75 g/kg; RPD = 4,57) e areia (calibração R2 = 0,81; RMSE = 60,9 g/kg, validação R2 = 0,79, RMSE = 60,85 g/kg; RPD = 4,16). Foi possível distinguir diferentes classes de solos através da Análise dos Componentes Principais (ACP), como Organossolos, Latossolos, Argissolos e Nitossolos. A elaboração da BESB permite estabelecer padrões espectrais dos solos e auxilia nos avanços das técnicas de quantificação de atributos. / Brazil is a significant country in food production and to improve efficiency of agriculture is necessary to be planned. Soil is the basis for agriculture, which is relevant for food safety and environmental issues. Mapping and soil management are strategies for planned agriculture and can be assisted by remote sensing. Spectroscopy techniques are faster, less honorable and less polluting when compared to traditional methods. Soils Spectral Library (SSL) composes a diverse and varied database with soil spectra information. Through SSL soil types can be characterize and soil attributes estimated. SSL besides contribute to the soil survey, mapping and soil management it can support precision agriculture, soil attribute modeling, soil contaminated monitoring, communication between the soil scientists and soil conservation. There are SSL worldwide with soil samples from continents, such as Australia, Europe, Asia, Africa and the Americas, but there are few Brazilian samples representative. Thus, the objectives of this study were first to create a Brazilian Soil Spectral Library (BSSB), second to characterize soil spectra of BESB soil classes and finally to quantify soil properties (clay and sand). The BSSL bank received samples from 17 collaborators and institutions from various Brazilian states, including Rio Grande do Sul, Santa Catarina, São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Maranhão, Pernambuco, Rio Grande do Norte, Ceará, Paraíba, Pará, Roraima, Amazonas and Distrito Federal. The Spectral Library has 19,537 soil samples from auger and profiles. Spectra of several Brazilian soil classes were characterized. Soil profiles and their horizons had their representative spectra characterized with multi-depth analysis. Quantification model of soil attributes was based on partial least squares regression (PLSR). Prediction models were obtained to quantify clay (calibration R2 = 0,82; RMSE = 46,75 g/kg, validaçãp R2 = 0,83 ; RMSE = 46,75 g/kg; RPD = 4,57) and sand (calibration R2 = 0,81; RMSE = 60,9 g/kg, validação R2 = 0,79, RMSE = 60,85 g/kg; RPD = 4,16). In addition, we distinguish different soil classes by Principal Component Analysis (PCA). Organossolos, Latossolos, Argissolos and Nitossolos were well separated. BESB assembly assisted to establish spectral patterns of land and it could improve advancing attributes techniques measurement.

Orientador: Alan Rodrigo Panosso / Resumo: O dióxido de carbono (CO2) é um dos principais gases do efeito estufa adicional, sendo a agricultura uma grande contribuinte para a emissão do mesmo no Brasil. Para melhor modelar a perda de carbono do solo via CO2, deve-se considerar a variação espacial dessa variável, bem como dos atributos do solo, atento ao uso do solo agrícola e manejo. O presente estudo objetivou caracterizar a anisotropia espacial de FCO2 e atributos físicos e químicos do solo por meio da dimensão fractal (DF), na região do Cerrado no Mato Grosso do Sul. Para o estudo da anisotropia e geração de mapas de padrões espaciais foi utilizado uma malha regular amostral constituída de 102 pontos nas duas áreas. Para a FCO2 foram observados valores de DF 2,51 ± 0,41 para cana-de-açúcar e 2,61 ± 0,18 para eucalipto. A DF de FCO2 e dos atributos do solo estudadas por meio do gráfico de rosas mostrou que o fluxo de CO2 do solo apresenta variação espacial associada a diferentes atributos químicos e físicos do solo. Foram observados ganhos de precisão quando comparados os mapas de padrões espaciais isotrópico e anisotrópico para as variáveis FCO2, matéria orgânica do solo (MO) e a densidade do solo (Ds) nas duas áreas, indicados pela validação cruzada, com os valores de coeficiente de determinação entre 0,82 e 0,99 para área de cana-de-açúcar e 0,94 e 0,98 para áreas de eucalipto. FCO2 é um fenômeno de natureza complexa, sendo sua anisotropia espacial associada às variações espaciais dos demais atributos do solo e s... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Carbon dioxide (CO2) is one of principal greenhouse gases, being the agriculture one of the contributor major to emission specially in Brazil. To better understands this phenomenon, it is necessary to consider the spatial variation of this variable, as well as the attributes of the soil, considering the type of agricultural land use and management. The present study objective of characterizing the spatial anisotropy of FCO2 and other soil physical and chemical attributes, through the fractal dimension (DF), in Cerrado region, Mato Grosso do Sul. For the study of anisotropy and maps generation of spatial patterns, a regular sample consisting of 102 points in both areas was used. To FCO2 anisotropy values of DF were observed for 2.51 ± 0.41 for sugarcane and 2.61 ± 0.18 for eucalyptus areas. DF of FCO2 and other soil attributes studied through the rose graphics showed that the FCO2 presents spatial variation associated with different soil chemical and physical attributes. Precision and accuracy gains were observed when comparing spatial patterns generated from isotropic and anisotropic modeling for FCO2, soil organic matter (MO) and soil density (Ds) in the two study areas, as indicated by cross-validation, with values of determination coefficient varying between 0.82 and 0.99 for sugarcane and 0.94 and 0.98 for eucalyptus areas. The spatial pattern indicated that the spatial variability of FCO2, soil organic matter (MO) and soil density (Ds) that obtained gains in the two stud... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Concerns about global warming and climate change have triggered a growing demand for renewable energy. In this scenario, the interest in using sugarcane straw as raw material for energy production has increased. However, straw plays an important role in maintaining soil quality. In addition, uncertainties as to produced straw amount and the straw removal impact on the stalk yield have raised doubts as to the use this raw material. In this sense, the objective this study was evaluate the short-term (2-year) the sugarcane straw removal impacts on soil and yield modeling of sugarcane stalk and straw, using soil attributes of different layers. Two experiments were carried out in São Paulo state, Brazil: one at Capivari (sandy clay loam soil) and another at Valparaíso (sandy loam soil). We have tested five rates of straw removal (i.e., equivalent to 0, 25, 50, 75 and 100 %). Soil samples were taken from 0-2.5, 2.5-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm layers to analyze pH, total C and N, P, K, Ca, Mg, bulk density and soil penetration resistance. Plant samples were collected to determine the straw and stalk yield. The impacts caused by straw removal differed between the areas, however, they concentrated on the more soil superficial layer. In sandy clay loam soil, straw removal led to organic carbon depletion and soil compaction, while in the sandy loam soil the chemical attributes (i.e. Ca and Mg contents) were the most impacted. In general, the results suggest that straw removal causes reduction more significant in soil quality for the sandy clay loam soil. The results indicate the possibility to remove about half-straw amount deposited on soil\'s surface (8.7 Mg ha-1 straw remaining) without causing severe implications on the quality of this soil. In contrast, although any amount of straw was sufficient to cause alterations the quality of the sandy loam soil, these impacts were less intense and are not magnified with the increase of straw removal. It was possible to model sugarcane straw and stalk yield using soil attributes. The 0-20 cm layer was the most important layer in the stalk yield definition, whereas the 0-5 cm layer, which the impacts caused by the straw removal were concentrated, was less important. Thus, we noticed that impacts caused to soil by straw removal have little influence on crop productivity. Straw prediction has proved more complex and possibly requires additional information (e.g crop and climate information) for good results to be obtained. Overall, the results suggest that the planned removal of straw for energy purposes can occur in a sustainable way, but should take into account site conditions, e.g soil properties. However, long-term research with different approaches is still necessary, both to follow up and confirm our results, and to develop ways to reduce damage caused by this activity. / Preocupações acerca do aquecimento global e mudanças climáticas tem provocado uma crescente demanda por energias renováveis. Nesse cenário, tem aumentado o interesse em utilizar a palha de cana-de-açúcar como matéria prima para produção de energia. Contudo, a palha desempenha importante papel na manutenção da qualidade do solo. Aliado a isso, incertezas quanto a quantidade de palha produzida e o impacto da remoção da palha na produção de colmos tem levantado duvidas quanto ao uso dessa matéria prima. Nesse sentido, o objetivo desse estudo foi avaliar a curto prazo (2 anos) os impactos da remoção da palha de cana-de-açucar no solo, e modelar a produção de palha e colmo de cana-de-açucar utilizando atributos do solo de diferentes camadas. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos nos municípios de Capivari (solo de textura média) e Valparaíso (solo de textura arenosa), estado de São Paulo, Brasil. Foram testados cinco taxas de remoção de palha (i.e., equivalentes a 0, 25, 50, 75 e 100 %). Amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-2,5, 2,5-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade para determinação de C, N, pH, P, K, Ca, Mg, densidade do solo e resistência do solo a penetração. Amostras de planta foram coletadas para determinar a produção de colmo e palha. Os impactos causados pela remoção da palha diferiu entre as áreas, no entato, se concentraram na camada mais superficial do solo. No solo de textura média a remoção da palha levou a depleção do carbono orgânico e a compactação do solo, enquanto que, no solo de textura arenosa os atributos químicos (i.e teores de Ca e Mg) foram os mais impactados. Os resultados indicam a possibilidade de remover cerca de metade da quantidade de palha depositada sobre o solo (8.7 Mg ha-1 palha remanecente) sem causar graves implicações na qualidade deste solo. Em contraste, no solo de textura arenosa, qualquer quantidade de palha foi suficiente para causar alterações na qualidade do solo, contudo, essas alterações foram menos intensas e não aumentaram com as taxas de remoção da palha. Foi possível modelar a produção de colmo e palha de cana-de-açucar utilizando atributos do solo. A camada 0-20 cm foi a mais importante na definição da produção de colmos, ao passo que a camada 0-5 cm, camada em que se concentra os impactos causados pela remoção da palha, foi menos importante. Assim, notamos que os impactos causados ao solo pela remoção da palha tem pouca influencia na produtividade da cultura. A predição da palha se mostrou mais complexa e possivelmente requer informações adicionas (e.g informações da cultivar e de clima) para que bons resultados sejam obtidos. No geral, os resultados sugerem que a remoção planejada da palha para fins energéticos pode ocorre de maneira susutentável, porém deve levar em conta condições locais, e.g propriedades do solo. Contudo, pesquisas de longo prazo com diferentes abordagens ainda são necessárias, tanto para acompanhar e confirmar nossos resultados, como para desenvolver soluções que atenuem os danos causados por esta atividade.

O Brasil é um país expressivo na produção de alimentos, assim para melhorar a eficiência da agricultura se faz necessário seu planejamento. O solo é a base para a agricultura sendo relevante nas questões de segurança alimentar e qualidade ambiental. Dados obtidos por sensoriamento remoto podem auxiliar no levantamento, mapeamento e manejo do solo, que são estratégicos para uma agricultura planejada. As técnicas de espectroscopia de refletância são mais rápidas, menos onerosas e menos poluentes quando comparado aos métodos tradicionais de análise de solos. Um banco de dados com informações de espectros de solo é denominado Biblioteca Espectral (BE). Por meio de uma BE é possível caracterizar classes de solo e estimar atributos. As BEs além de contribuir para o levantamento, mapeamento, manejo de solos e ainda pode auxiliar na agricultura de precisão, modelagem de atributos do solo, monitoramento de solos contaminados, comunicação entre pedólogos e conservação dos solos. Existem Bibliotecas Espectrais de Solos (BES) a nível mundial com amostras de continentes, tais como a Austrália, Europa, Ásia, África e Américas, porém poucas amostras Brasileiras representativas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é elaborar uma primeira versão da BE de solos do Brasil (BESB), caracterizar os espectros das classes de solos e quantificar atributos do solo (argila e areia). O banco recebeu amostras de 17 colaboradores e instituições de diversos estados brasileiros, que incluem: Rio Grande do Sul, Santa Catarina, São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Maranhão, Pernambuco, Rio Grande do Norte, Ceará, Paraíba, Pará, Roraima, Amazonas e Distrito Federal. No total 19.537 curvas espectrais de solo provenientes de tradagens e perfis foram caracterizados, essas amostras são de várias classes de solos do Brasil. Perfis de solo e seus horizontes representativos tiveram seus espectros caracterizados em curvas multi-espectrais em profundidade. Foi gerado um modelo de quantificação dos atributos baseado na regressão dos mínimos quadrados parciais (PLSR). Os resultados obtidos para os modelos de quantificação foram utilizados para calibração da fração argila (calibração R2 = 0,82; RMSE = 46,75 g/kg, validaçãp R2 = 0,83 ; RMSE = 46,75 g/kg; RPD = 4,57) e areia (calibração R2 = 0,81; RMSE = 60,9 g/kg, validação R2 = 0,79, RMSE = 60,85 g/kg; RPD = 4,16). Foi possível distinguir diferentes classes de solos através da Análise dos Componentes Principais (ACP), como Organossolos, Latossolos, Argissolos e Nitossolos. A elaboração da BESB permite estabelecer padrões espectrais dos solos e auxilia nos avanços das técnicas de quantificação de atributos. / Brazil is a significant country in food production and to improve efficiency of agriculture is necessary to be planned. Soil is the basis for agriculture, which is relevant for food safety and environmental issues. Mapping and soil management are strategies for planned agriculture and can be assisted by remote sensing. Spectroscopy techniques are faster, less honorable and less polluting when compared to traditional methods. Soils Spectral Library (SSL) composes a diverse and varied database with soil spectra information. Through SSL soil types can be characterize and soil attributes estimated. SSL besides contribute to the soil survey, mapping and soil management it can support precision agriculture, soil attribute modeling, soil contaminated monitoring, communication between the soil scientists and soil conservation. There are SSL worldwide with soil samples from continents, such as Australia, Europe, Asia, Africa and the Americas, but there are few Brazilian samples representative. Thus, the objectives of this study were first to create a Brazilian Soil Spectral Library (BSSB), second to characterize soil spectra of BESB soil classes and finally to quantify soil properties (clay and sand). The BSSL bank received samples from 17 collaborators and institutions from various Brazilian states, including Rio Grande do Sul, Santa Catarina, São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Maranhão, Pernambuco, Rio Grande do Norte, Ceará, Paraíba, Pará, Roraima, Amazonas and Distrito Federal. The Spectral Library has 19,537 soil samples from auger and profiles. Spectra of several Brazilian soil classes were characterized. Soil profiles and their horizons had their representative spectra characterized with multi-depth analysis. Quantification model of soil attributes was based on partial least squares regression (PLSR). Prediction models were obtained to quantify clay (calibration R2 = 0,82; RMSE = 46,75 g/kg, validaçãp R2 = 0,83 ; RMSE = 46,75 g/kg; RPD = 4,57) and sand (calibration R2 = 0,81; RMSE = 60,9 g/kg, validação R2 = 0,79, RMSE = 60,85 g/kg; RPD = 4,16). In addition, we distinguish different soil classes by Principal Component Analysis (PCA). Organossolos, Latossolos, Argissolos and Nitossolos were well separated. BESB assembly assisted to establish spectral patterns of land and it could improve advancing attributes techniques measurement.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-10Bitstream added on 2014-06-13T20:50:13Z : No. of bitstreams: 1 reis_fc_me_jabo.pdf: 1415727 bytes, checksum: a4392af51a99fc76cb5b4fdf7237317d (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / O trabalho foi desenvolvido na Microbacia Hidrográfica do Córrego da Fazenda Glória no Município de Taquaritinga (SP), com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial dos atributos físico-químicos de um Argissolo Vermelho-Amarelo em área de cana-de-açúcar, pastagem e vegetação nativa. A amostragem do solo foi feita nos pontos de cruzamento de uma malha regular de 10 m, totalizando 110 pontos na área de cana-de-açúcar, 126 pontos na área de pastagem e 88 pontos na área de vegetação nativa. Os resultados das análises dos atributos do solo foram submetidos à estatística descritiva dos dados, a avaliação de dependência espacial por meio de técnicas geoestatísticas e a interpolação dos dados por meio da krigagem para geração de mapas. Os resultados mostraram que: a) os atributos do solo estudados apresentaram uma estrutura de dependência espacial moderada e forte, com exceção do Ca, Mg, SB e V na área de cana-de-açúcar, da macroporosidade na área de pastagem e da microporosidade, porosidade total, Mg, SB e CTC na área de vegetação nativa; b) os atributos físico-químicos ajustaram-se aos modelos esférico e exponencial, e alguns apresentaram semivariograma sem estrutura definida; c) a variabilidade espacial dos atributos físico-químicos forneceu a visualização de zonas homogêneas de manejo, permitindo a adoção de um sistema de agricultura de precisão; d) vegetação nativa contribui para a melhoria dos atributos físicos e da matéria orgânica em relação às áreas de cana-de-açúcar e pastagem; e) as maiores variabilidades medidas por meio do coeficiente de variação foram observados na área da vegetação nativa; f) as técnicas geoestatísticas forneceram um maior detalhamento das áreas em estudo, possibilitando em futuras amostragens usar o alcance de dependência espacial para o planejamento do número de coleta de amostras / The study was conducted in Córrego da Fazenda Glória watershed, Taquaritinga Municipality (SP), in order to assess the spatial variability of physical and chemical attributes of an Ultisol in the area of sugarcane, pasture and native vegetation. Soil sampling was done at the crossing points of a regular grid of 10 m, totaling 110 points in the area of sugarcane, 126 points in the pasture and 88 points in the area of native vegetation. The results of analysis of soil attributes were subjected to analysis of the data, the evaluation of spatial dependence using geostatistics and interpolation of data by kriging to generate maps. The results showed that: a) the soil characteristics studied showed a spatial dependence structure moderate or strong, except for Ca, Mg, SB and V in the area of sugarcane, macroporosity in a pasture area and microporosity porosity, Mg, SB and CTC in the area of native vegetation, b) the physical and chemical were adjusted to exponential and spherical models, and some had no defined structure semivariogram c) the spatial variability of physical and chemical attributes provided visualization of homogeneous management zones, allowing the adoption of a system of precision agriculture, d) native vegetation helps to improve the physical and organic matter in relation to the areas of sugar cane and pasture; e) highest variability measured by the coefficient of variation were found in the area of native vegetation; f) the geostatistical techniques provide a more detailed study of the areas, allowing use in future sampling the range of spatial dependence for planning the number of sampling

Orientadora: Teresa Cristina Tarlé Pissarra / Banca: José Marques Júnior / Banca: Sérgio Campos / Resumo: O trabalho foi desenvolvido na Microbacia Hidrográfica do Córrego da Fazenda Glória no Município de Taquaritinga (SP), com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial dos atributos físico-químicos de um Argissolo Vermelho-Amarelo em área de cana-de-açúcar, pastagem e vegetação nativa. A amostragem do solo foi feita nos pontos de cruzamento de uma malha regular de 10 m, totalizando 110 pontos na área de cana-de-açúcar, 126 pontos na área de pastagem e 88 pontos na área de vegetação nativa. Os resultados das análises dos atributos do solo foram submetidos à estatística descritiva dos dados, a avaliação de dependência espacial por meio de técnicas geoestatísticas e a interpolação dos dados por meio da krigagem para geração de mapas. Os resultados mostraram que: a) os atributos do solo estudados apresentaram uma estrutura de dependência espacial moderada e forte, com exceção do Ca, Mg, SB e V na área de cana-de-açúcar, da macroporosidade na área de pastagem e da microporosidade, porosidade total, Mg, SB e CTC na área de vegetação nativa; b) os atributos físico-químicos ajustaram-se aos modelos esférico e exponencial, e alguns apresentaram semivariograma sem estrutura definida; c) a variabilidade espacial dos atributos físico-químicos forneceu a visualização de zonas homogêneas de manejo, permitindo a adoção de um sistema de agricultura de precisão; d) vegetação nativa contribui para a melhoria dos atributos físicos e da matéria orgânica em relação às áreas de cana-de-açúcar e pastagem; e) as maiores variabilidades medidas por meio do coeficiente de variação foram observados na área da vegetação nativa; f) as técnicas geoestatísticas forneceram um maior detalhamento das áreas em estudo, possibilitando em futuras amostragens usar o alcance de dependência espacial para o planejamento do número de coleta de amostras / Abstract: The study was conducted in Córrego da Fazenda Glória watershed, Taquaritinga Municipality (SP), in order to assess the spatial variability of physical and chemical attributes of an Ultisol in the area of sugarcane, pasture and native vegetation. Soil sampling was done at the crossing points of a regular grid of 10 m, totaling 110 points in the area of sugarcane, 126 points in the pasture and 88 points in the area of native vegetation. The results of analysis of soil attributes were subjected to analysis of the data, the evaluation of spatial dependence using geostatistics and interpolation of data by kriging to generate maps. The results showed that: a) the soil characteristics studied showed a spatial dependence structure moderate or strong, except for Ca, Mg, SB and V in the area of sugarcane, macroporosity in a pasture area and microporosity porosity, Mg, SB and CTC in the area of native vegetation, b) the physical and chemical were adjusted to exponential and spherical models, and some had no defined structure semivariogram c) the spatial variability of physical and chemical attributes provided visualization of homogeneous management zones, allowing the adoption of a system of precision agriculture, d) native vegetation helps to improve the physical and organic matter in relation to the areas of sugar cane and pasture; e) highest variability measured by the coefficient of variation were found in the area of native vegetation; f) the geostatistical techniques provide a more detailed study of the areas, allowing use in future sampling the range of spatial dependence for planning the number of sampling / Mestre

Concerns about global warming and climate change have triggered a growing demand for renewable energy. In this scenario, the interest in using sugarcane straw as raw material for energy production has increased. However, straw plays an important role in maintaining soil quality. In addition, uncertainties as to produced straw amount and the straw removal impact on the stalk yield have raised doubts as to the use this raw material. In this sense, the objective this study was evaluate the short-term (2-year) the sugarcane straw removal impacts on soil and yield modeling of sugarcane stalk and straw, using soil attributes of different layers. Two experiments were carried out in São Paulo state, Brazil: one at Capivari (sandy clay loam soil) and another at Valparaíso (sandy loam soil). We have tested five rates of straw removal (i.e., equivalent to 0, 25, 50, 75 and 100 %). Soil samples were taken from 0-2.5, 2.5-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm layers to analyze pH, total C and N, P, K, Ca, Mg, bulk density and soil penetration resistance. Plant samples were collected to determine the straw and stalk yield. The impacts caused by straw removal differed between the areas, however, they concentrated on the more soil superficial layer. In sandy clay loam soil, straw removal led to organic carbon depletion and soil compaction, while in the sandy loam soil the chemical attributes (i.e. Ca and Mg contents) were the most impacted. In general, the results suggest that straw removal causes reduction more significant in soil quality for the sandy clay loam soil. The results indicate the possibility to remove about half-straw amount deposited on soil\'s surface (8.7 Mg ha-1 straw remaining) without causing severe implications on the quality of this soil. In contrast, although any amount of straw was sufficient to cause alterations the quality of the sandy loam soil, these impacts were less intense and are not magnified with the increase of straw removal. It was possible to model sugarcane straw and stalk yield using soil attributes. The 0-20 cm layer was the most important layer in the stalk yield definition, whereas the 0-5 cm layer, which the impacts caused by the straw removal were concentrated, was less important. Thus, we noticed that impacts caused to soil by straw removal have little influence on crop productivity. Straw prediction has proved more complex and possibly requires additional information (e.g crop and climate information) for good results to be obtained. Overall, the results suggest that the planned removal of straw for energy purposes can occur in a sustainable way, but should take into account site conditions, e.g soil properties. However, long-term research with different approaches is still necessary, both to follow up and confirm our results, and to develop ways to reduce damage caused by this activity. / Preocupações acerca do aquecimento global e mudanças climáticas tem provocado uma crescente demanda por energias renováveis. Nesse cenário, tem aumentado o interesse em utilizar a palha de cana-de-açúcar como matéria prima para produção de energia. Contudo, a palha desempenha importante papel na manutenção da qualidade do solo. Aliado a isso, incertezas quanto a quantidade de palha produzida e o impacto da remoção da palha na produção de colmos tem levantado duvidas quanto ao uso dessa matéria prima. Nesse sentido, o objetivo desse estudo foi avaliar a curto prazo (2 anos) os impactos da remoção da palha de cana-de-açucar no solo, e modelar a produção de palha e colmo de cana-de-açucar utilizando atributos do solo de diferentes camadas. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos nos municípios de Capivari (solo de textura média) e Valparaíso (solo de textura arenosa), estado de São Paulo, Brasil. Foram testados cinco taxas de remoção de palha (i.e., equivalentes a 0, 25, 50, 75 e 100 %). Amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-2,5, 2,5-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade para determinação de C, N, pH, P, K, Ca, Mg, densidade do solo e resistência do solo a penetração. Amostras de planta foram coletadas para determinar a produção de colmo e palha. Os impactos causados pela remoção da palha diferiu entre as áreas, no entato, se concentraram na camada mais superficial do solo. No solo de textura média a remoção da palha levou a depleção do carbono orgânico e a compactação do solo, enquanto que, no solo de textura arenosa os atributos químicos (i.e teores de Ca e Mg) foram os mais impactados. Os resultados indicam a possibilidade de remover cerca de metade da quantidade de palha depositada sobre o solo (8.7 Mg ha-1 palha remanecente) sem causar graves implicações na qualidade deste solo. Em contraste, no solo de textura arenosa, qualquer quantidade de palha foi suficiente para causar alterações na qualidade do solo, contudo, essas alterações foram menos intensas e não aumentaram com as taxas de remoção da palha. Foi possível modelar a produção de colmo e palha de cana-de-açucar utilizando atributos do solo. A camada 0-20 cm foi a mais importante na definição da produção de colmos, ao passo que a camada 0-5 cm, camada em que se concentra os impactos causados pela remoção da palha, foi menos importante. Assim, notamos que os impactos causados ao solo pela remoção da palha tem pouca influencia na produtividade da cultura. A predição da palha se mostrou mais complexa e possivelmente requer informações adicionas (e.g informações da cultivar e de clima) para que bons resultados sejam obtidos. No geral, os resultados sugerem que a remoção planejada da palha para fins energéticos pode ocorre de maneira susutentável, porém deve levar em conta condições locais, e.g propriedades do solo. Contudo, pesquisas de longo prazo com diferentes abordagens ainda são necessárias, tanto para acompanhar e confirmar nossos resultados, como para desenvolver soluções que atenuem os danos causados por esta atividade.

Orientador: Zigomar Menezes de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:49:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roque_AntonianeArantesdeOliveira_M.pdf: 7757056 bytes, checksum: c54a909f157783d2976341075fcca561 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Com a adoção da colheita mecanizada no sistema de manejo da cana-de-açúcar, surge a preocupação da compactação do solo e seus efeitos danosos nos atributos físicos do solo, com reflexos na produtividade da cultura. Uma recente técnica de manejo da mecanização agrícola denominada controle de tráfego representa uma alternativa para o cultivo de cana-de-açúcar, pois separa as zonas de tráfego daquelas em que há crescimento das plantas, concentrando a passagem de pneus em linhas delimitadas, podendo diminuir substancialmente a compactação do solo. O presente trabalho teve por objetivo estudar o efeito do controle de tráfego em áreas cultivadas com cana-de-açúcar na compactação do solo, no sistema de cana colhida mecanicamente sem queima (cana crua). O projeto foi desenvolvido em área cultivada com cana-de-açúcar com os seguintes tratamentos: 1- cana-de-açúcar com colheita mecanizada tradicional; 2- cana-de-açúcar com controle de tráfego - aumento de bitola; 3- cana-de-açúcar com controle de tráfego - aumento de bitola e piloto automático. Os atributos físico-hídricos do solo avaliados foram: análise granulométrica, densidade do solo, estabilidade de agregados, porosidade do solo, resistência do solo à penetração, teor de matéria orgânica, curva de retenção e intervalo hídrico ótimo nas profundidades de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m e 0,20-0,30 m, em diferentes locais de coleta das amostras. O trabalho foi realizado dentro de um experimento trifatorial, com parcelas subsubdivididas no delineamento em blocos ao acaso. Os efeitos positivos devido ao uso do controle de tráfego em áreas cultivadas com cana-de-açúcar não foram identificados, conforme esperado pela hipótese deste trabalho. Verificou-se aumento da densidade do solo e diminuição do diâmetro médio ponderado, diâmetro médio geométrico e porcentagem de agregados > 2,0 mm, tanto em profundidade como da linha de plantio em direção ao rodado do trator. Os valores de macroporosidade diminuíram da linha de plantio em direção ao rodado e a microporosidade apresentou resultados inversos. As curvas de retenção de água demonstraram um aumento da disponibilidade de água em profundidade. O intervalo hídrico ótimo permitiu verificar que os manejos com controle de tráfego apresentaram uma melhor disponibilidade de água às culturas. Não se obteve diferença significativa entre as produtividades tanto entre manejos como entre anos / Abstract: The adoption of mechanized harvesting associated to the sugar cane handling system generates ground compaction which affects soil physical attributes and consequently crop productivity. The recent handling technique named traffic control is viewed as an alternative for sugar cane mechanization, in which traffic space is separated from plant growing spaces, concentrating the tires path in delimited lines, being able provide significant reduction of soil compactation. The present work had the objective of studying the effect of traffic control in areas cultivated with sugar cane supported by mechanical harvesting system with no straw burning practice (raw sugar cane). The project was developed in area cultivated with sugar cane including the following treatments: 1 - sugar cane with traditional mechanized harvesting; 2 - sugar cane with traffic control - augmented span; 3 - sugar cane with traffic control - augmented span and automatic driving. The evaluated soil physical-hydrological attributes included: grain sized analysis, soil density, aggregate stability, soil porosity, soil resistance topenetration, organic matter content, substances retention curves and optimal hydrological interval at the depths of 0.00-0.10 m, 0.10-0.20 m and 0.20-0.30 m, at different places of sample collection. The research work was carried under a tri-factorial experimental design, with parcels subdivided into random block-type delineation. The positive effects of traffic control in areas cultivated with sugar cane were not been identified, as it was expected and stated in the hypothesis of this research work. Increasing soil density and reduction of the weighed average particle diameter was verified, geometric average particle diameter and percentage of aggregates > 2.0 mm, in depth as well as on tractor tire path. Macroporosity values showed lower values on tractor tire path on the plantation line and microporosity presented inverse results. Water retention curves had demonstrated increasing values of available water at increasing depth values. The minimum limiting water range allowed verifying that the management systems with traffic control had presented better water availability to sugar cane crop. Significant productivity differences between management systems and growing years had not been observed / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

A espacialização de atributos dos solos é necessária com vistas ao planejamento e monitoramento do solo. As imagens do satélite Landsat 5 Thematic Mapper (TM) são utilizadas em estudos relacionados aos recursos naturais por fornecerem informações da superfície das terras em áreas amplas e de difícil acesso. Nesse trabalho objetivou-se gerar uma imagem multitemporal de solo exposto através de imagens de satélite e, com ela, mapear atributos da superfície do solo. A área de estudo é a região de Piracicaba, SP, onde foram selecionadas treze imagens do Landsat TM. Amostras da camada mais superficial dos solos foram coletadas em 740 pontos, e nelas analisados vários atributos do solo. Por meio da reflectância espectral dos objetos das imagens de satélite foram obtidas informações de solo exposto e eliminados outros alvos. As imagens foram adquiridas em série histórica e sobrepostas, gerando uma composta final com solo exposto. Os atributos do solo que obtiveram boa correlação com as bandas dessa imagem foram quantificados por meio da técnica de regressão multivariada e espacializados. Mapas pré-existentes de geologia e pedologia auxiliaram no entendimento da variabilidade espacial da textura e cor dos solos na paisagem. A taxa de variação do solo exposto em uma imagem individual variou de 7 a 20 %, enquanto a unificada atingiu 53 % da área total. Valores de reflectância entre as bandas TM3 e TM4 contrapostos representando a linha do solo e curva espectral média de espectros de amostras de solos obtidas em laboratório apresentaram semelhança com as de satélite. Entre os atributos estudados, a argila obteve a melhor correlação com R2 de 0,75, erro baixo e RPD acima de 2. Outros atributos relacionados com a argila também obtiveram boa correlação, como matéria orgânica (MO) e capacidade de troca de cátions (CTC) com R2 de 0,4 e 0,34 respectivamente. / The knowledge of spatial distribution of soil attributes is necessary for soil planning and monitoring. Landsat 5 Thematic Mapper (TM) images are used in studies related to natural resources for providing the land surface information in large areas and in areas of difficult access. This work aimed to create a multi-temporal image of bare soil through satellite scenes and map soil attributes from the surface. The study area is located in Piracicaba region, SP, where thirteen Landsat TM scenes were selected. Samples of the soil superficial layer were collected at 740 points, and several soil properties were analyzed. Spectral reflectance of different objects from satellite images was obtained and only exposed soil information was selected. Images were acquired in historical series and overlapped, generating a final composed image with bare soil. Soil attributes that presented good correlation with the bands were quantified by multivariate regression and mapped. Pre-existing maps of geology and soil helped in understanding soil texture spatial variability and color in the landscape. The soil variation rate in an individual exposed image ranged from 7 to 20%, while the unified reached 53% of the total area. Obtained values of reflectance between TM3 and TM4 bands representing the soil line and average spectral curve of laboratory soil samples were similar to the satellite ones. Among the soil attributes studied, clay presented the best correlation with R2 value of 0.75, low error and RPD value above 2.0. Other attributes related to clay also presented good correlation, such as organic matter (OM) and cation exchange capacity (CEC) with R2 values of 0.4 and 0.34 respectively.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karla Thais Barreto.pdf: 7917664 bytes, checksum: 0d3427987aa4f4181357b8d724987a95 (MD5) Previous issue date: 2016-07-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The dynamics pedogeomorphological enables understanding of pedomorphogenesis by the study of soil and relief in the genesis of landscapes, since they depend on the same formation factors. This study shows itself as an important tool to environmental planning. The research was conducted in the Furnas Formation occurrence area in the basin of the Verde river in Ponta Grossa (PR) with the objective to verify the pedogeomorphic behavior on the convex slopes of the Formation, according to drainage pattern and current use of Earth. Was chosen four representative toposequences of agricultural use and proceeded with the compartmentation of the slopes into three segments for the characterization of soils until the 6th categorical level. Twelve profiles were sampled at the surface and subsurface material with which routine particle size and chemical analysis were performed. The physical and chemical properties of the soil were compared between the studied slopes. In these, also, were inferred information about the evolution of the landscape. A higher variability of soils was observed in the younger erosional surfaces than in the older and depositional. The middle third and top segments of the slopes were those with higher and lower differentiation of soils, respectively. Among slopes, area 03 was the one that showed greater variability of soil. Has detected the occurrence of a reworking material from the Ponta Grossa Formation in the transition area of the two lithologies, which was responsible for the different behavior of the various attributes of the soil. There was regular decrease in pH, % of clay and base saturation, and increase, % of sand, aluminum saturation, CTC/100g of clay and the relationship silt / clay, from the most evolved soils to the latest. The identification of some factors such as: position occupied by the soil on the slope, degree of evolution of soils and formation of ferruginous crusts in the subsurface enabled the understanding of the relationship between the dynamics pedomorphogenic, mainly by sediment transport that contributes to siltation increasingly intense in rivers of this region. / A dinâmica pedogeomorfológica possibilita a compreensão da pedomorfogênese, pelo estudo do solo e relevo na gênese das paisagens, já que dependem dos mesmos fatores de formação. Esse estudo mostra-se uma importante ferramenta ao planejamento ambiental. A pesquisa foi conduzida na área de ocorrência da Formação Furnas, na bacia do rio Verde, município de Ponta Grossa (PR) com o objetivo de verificar o comportamento pedogeomórfico em vertentes convexas da referida Formação geológica, segundo padrão de drenagem e uso atual da Terra. Escolheu-se 4 topossequências representativas de uso agropecuário e procedeu-se com à compartimentação das vertentes em três segmentos para a caracterização dos solos até o 6° nível categórico. Foram amostrados 12 perfis em superfície e subsuperfície, material com o qual foram realizadas análises granulométricas e químicas de rotina. Os atributos físicos e químicos dos solos foram comparados entre as vertentes estudadas. Nestas, também, foram inferidas informações sobre a evolução da paisagem. Observou-se maior variabilidade de solos nas superfícies mais jovens e erosionais do que nas mais antigas e deposicionais. Os segmentos de vertente terço médio e topo, foram os que apresentaram maior e menor diferenciação de solos, respectivamente. Entre as vertentes, a área 03 foi a que demonstrou maior variabilidade dos solos. Detectou-se a ocorrência de um material de retrabalhamento da Formação Ponta Grossa na área de transição das duas litologias, que foi o responsável pelo comportamento diferenciado de vários atributos dos solos. Houve decréscimo regular nos valores de pH, % de argila e saturação por bases, e, elevação, da % de areia, saturação por alumínio, CTC/100g de argila e da relação silte/argila, dos solos mais evoluídos para os mais recentes. A identificação de alguns fatores, tais como: posição ocupada pelos solos na vertente, grau de evolução dos solos e formação de crostas ferruginosas em subsuperfície possibilitaram o entendimento das relações entre a dinâmica pedomorfogênica, principalmente pelo transporte de sedimentos que contribui para o assoreamento cada vez mais intenso nos rios da região.