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.

Resumo: O Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico do Agronegócio da Região Centro Norte em Pindorama, SP, com 532,8 ha possui quatro fragmentos florestais distribuídos em 120 ha classificados como floresta tropical estacional semidecidual do bioma Mata Atlântica. Transformados em Reserva Biológica (Lei Estadual nº 4960/86) detêm grande diversidade das espécies de ocorrência regional. O presente trabalho teve por objetivo caracterizar a vegetação arbórea de dois fragmentos pertencentes à Reserva Biológica de Pindorama - SP e sua possível variação florística e estrutural decorrente dos atributos de solos, de relevo, distância da borda e infestação da área. Foram demarcados dois transectos com parcelas sequenciais de 20 m x 20 m em fragmentos e solos distintos. Foi realizado um levantamento planialtimétrico usando as variáveis: declividade, altitude e disposição das parcelas ao longo do transecto. Foi sorteado um quadrante de 10 m x 10 m por parcela, para realizar as avaliações de granulometria e fertilidade do solo, bem como de identificação e classificação dos indivíduos arbóreos com diâmetro a altura do peito (DAP) ≥ 5,0 cm e dos seguintes descritores fitossociológicos: frequência, dominância e densidades relativas e absolutas, valor de importância (VI), Índice de Diversidade de Shannon (H'), Coeficiente de Equabilidade de Pielou (J) e o Índice de Similaridade de Jaccard (ISJ) entre as duas áreas. Em cada parcela de 20 m x 20 m foi avaliado o grau de infestação por plantas invasoras, a altura, o DAP, a área basal, e o distanciamento da borda das quatro maiores árvores. A caracterização da vegetação arbórea foi feita com o uso de análises estatísticas multivariadas dos dados obtidos. O Índice de Diversidade de Shannon (H') calculado foi 3,38 para as duas áreas e se encontra dentro da média para fragmentos de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Pólo Regional Centro Norte in Pindorama, SP, has a 120 hectares area constituted of forest remainders transformed into Biological Reserve by the law nº 4960/86 since a great diversity of regional occurrence species was withhold. These forest remainders are classified as seasonal semi-deciduous tropical forest of the Atlantic Forest biome. This work aimed carry out a phytosociological survey of two toposequences in different remainders and its possible soil attributes due variation and relief. To such work two transects were demarcated with sequential parcels of 20 m x 20 m. A topographic survey was carried out using the following variables: slope, height and localization of the plots throughout the profile. A quadrant of 10 m x 10 m was chosen randomly in each parcel and in its area an evaluation of the physical and chemical soil attributes using samples in the 0-20 cm depth composed of 20 sub-samples. In this quadrant the individuals with breast height diameter (DBH) ≥ 5,0 cm were identified, marked, classified and their phytosociology describers calculated: relative and absolute frequency and densities, value of importance (VI), Shannon Diversity Index (H '), Equability (J) and the Jaccard Similarity Index (ISJ) between the two areas. For each parcel the degree of weeds was evaluated adopting ten classes according the infestation percentage varying from null to very high. The hierarchic grouping test based on the soil physical and chemical attributes allowed a division in five groups of parcels. For each group the average values of each characteristic were determined, as well as recalculated the diversity species index, equability and the similarity between the groups index. It could be concluded that the hierarchic method grouping analysis showed efficient to separate groups of phytosociology sampling parcels in seasonal semi-deciduous tropical forest when it was ... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Sergio Valiengo Valeri / Coorientador: Antônio Sérgio Ferraudo / Banca: Rinaldo César de Paula / Banca: Teresa Cristina Tarlé Pissarra / Banca: Sidney Rosa Vieira / Banca: Luiz Fernando Duarte de Moraes / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-18Bitstream added on 2014-06-13T20:25:31Z : No. of bitstreams: 1 abdo_mtvn_dr_jabo.pdf: 2025109 bytes, checksum: 89f5bff247436d6f48c4411240545115 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico do Agronegócio da Região Centro Norte em Pindorama, SP, com 532,8 ha possui quatro fragmentos florestais distribuídos em 120 ha classificados como floresta tropical estacional semidecidual do bioma Mata Atlântica. Transformados em Reserva Biológica (Lei Estadual nº 4960/86) detêm grande diversidade das espécies de ocorrência regional. O presente trabalho teve por objetivo caracterizar a vegetação arbórea de dois fragmentos pertencentes à Reserva Biológica de Pindorama - SP e sua possível variação florística e estrutural decorrente dos atributos de solos, de relevo, distância da borda e infestação da área. Foram demarcados dois transectos com parcelas sequenciais de 20 m x 20 m em fragmentos e solos distintos. Foi realizado um levantamento planialtimétrico usando as variáveis: declividade, altitude e disposição das parcelas ao longo do transecto. Foi sorteado um quadrante de 10 m x 10 m por parcela, para realizar as avaliações de granulometria e fertilidade do solo, bem como de identificação e classificação dos indivíduos arbóreos com diâmetro a altura do peito (DAP) ≥ 5,0 cm e dos seguintes descritores fitossociológicos: frequência, dominância e densidades relativas e absolutas, valor de importância (VI), Índice de Diversidade de Shannon (H`), Coeficiente de Equabilidade de Pielou (J) e o Índice de Similaridade de Jaccard (ISJ) entre as duas áreas. Em cada parcela de 20 m x 20 m foi avaliado o grau de infestação por plantas invasoras, a altura, o DAP, a área basal, e o distanciamento da borda das quatro maiores árvores. A caracterização da vegetação arbórea foi feita com o uso de análises estatísticas multivariadas dos dados obtidos. O Índice de Diversidade de Shannon (H’) calculado foi 3,38 para as duas áreas e se encontra dentro da média para fragmentos de... / The Pólo Regional Centro Norte in Pindorama, SP, has a 120 hectares area constituted of forest remainders transformed into Biological Reserve by the law nº 4960/86 since a great diversity of regional occurrence species was withhold. These forest remainders are classified as seasonal semi-deciduous tropical forest of the Atlantic Forest biome. This work aimed carry out a phytosociological survey of two toposequences in different remainders and its possible soil attributes due variation and relief. To such work two transects were demarcated with sequential parcels of 20 m x 20 m. A topographic survey was carried out using the following variables: slope, height and localization of the plots throughout the profile. A quadrant of 10 m x 10 m was chosen randomly in each parcel and in its area an evaluation of the physical and chemical soil attributes using samples in the 0-20 cm depth composed of 20 sub-samples. In this quadrant the individuals with breast height diameter (DBH) ≥ 5,0 cm were identified, marked, classified and their phytosociology describers calculated: relative and absolute frequency and densities, value of importance (VI), Shannon Diversity Index (H `), Equability (J) and the Jaccard Similarity Index (ISJ) between the two areas. For each parcel the degree of weeds was evaluated adopting ten classes according the infestation percentage varying from null to very high. The hierarchic grouping test based on the soil physical and chemical attributes allowed a division in five groups of parcels. For each group the average values of each characteristic were determined, as well as recalculated the diversity species index, equability and the similarity between the groups index. It could be concluded that the hierarchic method grouping analysis showed efficient to separate groups of phytosociology sampling parcels in seasonal semi-deciduous tropical forest when it was ... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Valquíria Barbieri (kikibarbi@hotmail.com) on 2018-05-10T22:12:48Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Juliana Vieira da Silva.pdf: 572848 bytes, checksum: d85a5a6b3e678501537e205cb01d1b4d (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-05-24T14:16:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Juliana Vieira da Silva.pdf: 572848 bytes, checksum: d85a5a6b3e678501537e205cb01d1b4d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T14:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Juliana Vieira da Silva.pdf: 572848 bytes, checksum: d85a5a6b3e678501537e205cb01d1b4d (MD5) Previous issue date: 2014-02-18 / Grandes extensões de áreas são ocupadas por monoculturas, e inseridos nelas estão os fragmentos florestais remanescentes que abrigam muitas comunidades ecológicas. Esses fragmentos estão suscetíveis à interferência externa, seja ela antrópica ou natural. Isso posto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do uso de um solo com atividade agrícola sobre a fertilidade do solo de um fragmento florestal. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com dois tratamentos e quatro repetições. A amostragem do solo foi realizada em duas épocas (seca e chuvosa) em que se coletou amostras num transecto saindo da área agrícola e adentrando no fragmento. Foram coletados 11 pontos, com intervalos de 5 m, sendo: 5 pontos na área de cultivo (C), 1 na interface (I) e 5 na área do fragmento florestal (F). Em cada ponto de amostragem, foram retiradas três amostras nas profundidades 0 a 0,10, 0,10 a 0,20 e 0,20 a 0,40 m. Foi avaliada a fertilidade do solo, por meio dos teores da matéria orgânica (MO), pH, Al3+, acidez potencial, saturação por alumínio, Ca2+, Mg2+, K+, Soma de bases, saturação por bases, P, CTC efetiva e CTC em pH 7,0. Os dados foram submetidos à análise de variância (Teste F) e teste de média (Scott – Knott, p> 0,05). Houve influência do uso da área agrícola na fertilidade do solo do fragmento florestal. / Large expanses of areas are occupied by monocultures, and the remaining forest fragments are inserted into them, which shelter many ecological communities. These fragments are susceptible to outside interference, whether manmade or natural. That said, the aim of this study was to evaluate the influence of the use of a soil with farming on soil fertility of a forest fragment. The experimental design was completely randomized with two treatments and four replications. The soil sampling was conducted in two seasons (dry and wet) in which samples were collected in a transect out of agriculture and into the fragment. 11 points were collected at intervals of 5 m, as follows: 5 points in the area under cultivation (C), 1 in the interface (I) and 5 in the forest fragment area (F). At each sampling point, three samples were taken at depths 0 to 0.10 , 0.10 to 0.20 and 0.20 to 0.40 m. Soil fertility was assessed through the levels of organic matter (MO) , pH , Al3+, potential acidity, aluminum saturation, Ca2+, Mg2+, K+, sum of bases, base saturation, P, effective CTC and CTC in pH 7.0. The data were subjected to analysis of variance (F test) and average test (Scott - Knott, p > 0.05).There was influence of the use of the agricultural land on the soil fertility of the forest fragment

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-06T19:04:36Z No. of bitstreams: 1 Franciléia_Silva2016.pdf: 2149526 bytes, checksum: ea47360bf858aa139e83502eba59b4e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T19:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franciléia_Silva2016.pdf: 2149526 bytes, checksum: ea47360bf858aa139e83502eba59b4e3 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The importance of Brazil's agricultural activity boosts for researches that can be developed with different focuses such as the influence of soil properties on crops and spatial analysis of soil, in order to achieve a better management, with less environmental impact and increase crop yield as soybeans and maize. Besides yield, studies involving parameters such as quality are essential, since raw materials are seen as a possibility to be used in industry. Thus, this trial aimed at carrying out spatial analysis of quality parameters for soybean and maize (protein and oil content). The index of spatial dependence was calculated, while thematic maps were drawn. Further, analysis of spatial correlation among these parameters and attributes of soil was carried out as well as physical (soil penetration resistance) and chemical of soil (P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn MO, Al, pH, H+Al, SB, SMP e Sat. Al, texture (sand, silt and clay), altitude and yield were also recorded. This trial was carried out in two areas (A and B) cropped with soybeans (summer crop) and maize (winter maize) under no-tillage system. Among the studied attributes, K content was significantly correlated (positively) with soybean protein in both experimental areas (A and B) as well as in both studied agricultural years (2012/2013 and 2013/2014.). Clay and mechanical resistance to penetration at 20-30 cm depth showed negative correlation with soybean protein in area B in both agricultural years. Soybean protein and its oil were inversely correlated in both experimental areas: area A (2013/14) and area B in both years (2012/13 and 2013/14). The corn protein showed no spatial dependence. But the oil content presented moderate spatial dependence and showed an inverse correlation with productivity in both areas under study. / A importância da atividade agrícola do Brasil faz com que pesquisas sejam desenvolvidas com focos distintos como a influência dos atributos do solo nas culturas e análise espacial do solo, a fim de se realizar um manejo mais adequado, com menor impacto ambiental e aumentar a produtividade das culturas, dentre elas a soja e o milho. Além da produtividade, verifica-se a importância de estudos que envolvam parâmetros como a qualidade, tendo em vista a possibilidade de utilização da matéria prima para a indústria. Assim, o presente trabalho teve como objetivo realizar uma análise espacial dos parâmetros de qualidade (proteína e teor de óleo) de soja e milho. Calculou-se o índice de dependência espacial e elaboraram-se mapas temáticos. Buscou-se ainda realizar a análise de correlação espacial entre estes parâmetros e atributos físicos (resistência do solo à penetração) e químicos do solo (P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn MO, Al, pH, H+Al, SB, SMP e Sat. Al), textura (areia, silte e argila), altitude e com a produtividade. O experimento foi conduzido em duas áreas cultivadas (A e B) com soja (safra de verão) e milho (safrinha) sob sistema de plantio direto. Dentre os atributos estudados, o teor de K correlacionou de forma significativa (positiva) com a proteína de soja, nas duas áreas experimentais (A e B) e nos dois anos agrícolas estudados (2012/2013 e 2013/2014.). A argila e a resistência mecânica à penetração na profundidade (20-30 cm) apresentaram correlação negativa com a proteína de soja na área B nos dois anos agrícolas. A proteína de soja e o óleo de soja correlacionaram-se inversamente nas duas áreas experimentais: área A (2013/14) e na área B nos dois anos (2012/13 e 2013/14). Já o teor de proteína de milho não demonstrou dependência espacial. Já o teor de óleo apresentou dependência espacial moderada e apresentou correlação inversa com a produtividade nas duas áreas em estudo.

Soil attributes directly influence on its surface temperature. Although there are several studies using soil spectra obtained from satellites, soil evaluation through Land Surface Temperature (LST) is still scarce. The broad availability of satellite thermal data and the development of algorithms to retrieve LST facilitated its use in soil studies. The objective of this study was to evaluate soil LST variations due to its composition and verify the potential of using LST on soil attributes quantification, also integrated with reflectance spectra and elevation data. The study area (198 ha) is located in Sao Paulo state, Brazil, and had plowed bare soil during the satellite image acquisition date. Soil samples were collected in a regular grid of 100 x 100 m (depths: 0-0.2 m and 0.8- 1.0 m); soil granulometry, organic matter (OM) and iron oxides were determined by wet chemistry analysis. In this study, an image of Landsat 5 was used for extracting LST using the inversion of Planck\'s function in band 6 (10,400 - 12,500 nm), and land surface emissivity was estimated using Normalized Difference Vegetation Index threshold method. Reflectance values were extracted from bands 1, 2, 3, 4, 5 and 7. Models for soil attributes quantification were performed using Linear Regression (LR), with samples from 62 auger points distributed in 14 toposequences. Simple LR was applied for generating prediction models based on LST and on elevation data (extracted from a Digital Elevation Model). Multiple LR was applied in order to generate prediction models using atmospherically corrected spectral reflectance from Visible, Near-Infrared and Shortwave infrared (Vis-NIR-SWIR) bands as predictors, and also for the prediction of soil attributes using simultaneously Vis-NIR-SWIR, LST and elevation data, and only significant variables identified by T-tests were used. Predictive performance of models was assessed based on adjusted coefficient of determination (R2adj), Root Mean Squared Error (RMSE, g kg-1) and Ratio of Performance to Interquartile Range (RPIQ) obtained in validation. Ordinary kriging was also performed and the resulted interpolated surfaces were compared to the maps obtained from the best LR model. There was significant correlation between soil attributes and reflectance, LST and elevation data, and soils with clay texture were differentiated from sandy soils based on LST mean values. For all soil attributes, models using only elevation presented the worst performance; models using only LST, moderate performance; and using Vis-NIR-SWIR bands, good predictive performance. For clay, the best model obtained had bands 4-7, LST and elevation as predictors; for sand and iron oxides, the best model had bands 4-7 and LST; for OM, band 4, band 7 and LST. The use of LST for estimating soil attributes increases the predictive performance of multiple LR models when associated with other variables obtained through remote sensing, particularly surface reflectance data, improving the validation of models reaching high R2adj, high RPIQ and low RMSE values. Maps for sand, OM and iron oxides obtained through ordinary kriging outperformed those obtained for the same attributes using LR models based on RS co-variables, and for clay, both approaches reached the same accuracy level. Mapping of soil clay, sand, OM and iron oxides contents through multiple LR models using Landsat 5 products is a simple and easy to reproduce technique, appropriate for soil attributes mapping in bare soil agricultural areas. / Os atributos do solo influenciam diretamente na sua temperatura de superfície. Apesar de existir vários estudos utilizando espectros de solos obtidos de satélite, a avaliação do solo por meio da Temperatura de Superfície Terrestre (em inglês Land Surface Temperature, LST) ainda é escassa. A ampla disponibilidade de dados termais de satélite e o desenvolvimento de algoritmos para derivar a LST facilitou o seu uso em estudos de solos. O objetivo desse trabalho foi avaliar variações da LST do solo devidas à sua composição e verificar o potencial de uso da LST na quantificação de atributos do solo, também integrada com dados de espectros de reflectância e elevação. A área de estudo (198 ha) está localizada no estado de São Paulo, Brasil, e estava com solo exposto e arado na data de aquisição da imagem de satélite. Amostras de solo foram coletadas em um grid regular de 100 x 100 m (profundidades: 0.02 m e 0.8-1.0 m); a granulometria do solo, matéria orgânica (MO) e óxidos de ferro foram determinados via análises físicas e químicas laboratoriais. Neste estudo, uma imagem do Landsat 5 foi utilizada para extrair a temperatura de superfície usando a inversão da função da Lei de Planck na banda 6 (10.400 - 12.500 nm), e a emissividade de superfície foi estimada utilizando o método do limiar do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada. Valores de reflectância das bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 foram extraídos. Modelos para quantificação de atributos do solo foram feitos usando Regressão Linear (RL), com amostras de 62 pontos de tradagem distribuídos em 14 topossequências. A RL simples foi aplicada para gerar modelos de predição baseados na LST e também na elevação (extraída de um modelo digital de elevação). A RL múltipla foi aplicada para gerar modelos de predição usando os espectros de reflectância com correção atmosférica das bandas do Visível, Infravermelho próximo e Infravermelho de ondas curtas (Vis-NIR-SWIR) como preditores; também foi aplicada para predição de atributos do solo usando simultaneamente dados do Vis-NIR-SWIR, LST e elevação, e apenas variáveis significativas identificadas por teste T foram usadas. A performance preditiva dos modelos foi avaliada baseada no coeficiente de determinação ajustado (R2adj), raiz do erro quadrático médio (RMSE, g kg-1) e razão de desempenho do intervalo interquartil (RPIQ) obtidos na validação. A krigagem ordinária também foi feita e as superfícies interpoladas resultantes foram comparadas com o melhor modelo de RL. Houve correlação significativa entre os atributos do solo e dados de reflectância, LST e elevação, e solos com textura argilosa foram diferenciados de solos arenosos com base em valores médios de LST. Para todos os atributos do solo, os modelos usando apenas elevação apresentaram a pior performance, modelos usando somente LST, performance moderada, e usando as bandas do Vis-NIR-SWIR, boa performance preditiva. Para argila, o melhor modelo obtido teve as bandas 4-7, LST e elevação como preditores; para areia e óxidos de ferro, o melhor modelo teve as bandas 4-7 e LST; para MO, banda 4, banda 7 e LST. O uso da LST para estimar atributos do solo aumenta a performance preditiva de modelos de RL múltipla quando associada a outras variáveis obtidas via sensoriamento remoto (SR), particularmente dados de reflectância de superfície, melhorando a validação dos modelos atingindo altos valores de R2adj e RPIQ e baixos valores de RMSE. Os mapas para areia, MO e óxidos de ferro obtidos via krigagem ordinária superaram aqueles obtidos para os mesmos atributos usando modelos de RL baseados em co-variáveis obtidas via SR, e para argila, ambas abordagens atingiram o mesmo nível de acurácia. O mapeamento dos conteúdos de argila, areia, matéria orgânica e óxidos de ferro do solo via modelos de RL múltipla utilizando produtos do Landsat 5 é uma técnica simples e fácil de reproduzir, apropriada para o mapeamento de atributos do solo em áreas de agricultura com solo exposto.

Soil attributes directly influence on its surface temperature. Although there are several studies using soil spectra obtained from satellites, soil evaluation through Land Surface Temperature (LST) is still scarce. The broad availability of satellite thermal data and the development of algorithms to retrieve LST facilitated its use in soil studies. The objective of this study was to evaluate soil LST variations due to its composition and verify the potential of using LST on soil attributes quantification, also integrated with reflectance spectra and elevation data. The study area (198 ha) is located in Sao Paulo state, Brazil, and had plowed bare soil during the satellite image acquisition date. Soil samples were collected in a regular grid of 100 x 100 m (depths: 0-0.2 m and 0.8- 1.0 m); soil granulometry, organic matter (OM) and iron oxides were determined by wet chemistry analysis. In this study, an image of Landsat 5 was used for extracting LST using the inversion of Planck\'s function in band 6 (10,400 - 12,500 nm), and land surface emissivity was estimated using Normalized Difference Vegetation Index threshold method. Reflectance values were extracted from bands 1, 2, 3, 4, 5 and 7. Models for soil attributes quantification were performed using Linear Regression (LR), with samples from 62 auger points distributed in 14 toposequences. Simple LR was applied for generating prediction models based on LST and on elevation data (extracted from a Digital Elevation Model). Multiple LR was applied in order to generate prediction models using atmospherically corrected spectral reflectance from Visible, Near-Infrared and Shortwave infrared (Vis-NIR-SWIR) bands as predictors, and also for the prediction of soil attributes using simultaneously Vis-NIR-SWIR, LST and elevation data, and only significant variables identified by T-tests were used. Predictive performance of models was assessed based on adjusted coefficient of determination (R2adj), Root Mean Squared Error (RMSE, g kg-1) and Ratio of Performance to Interquartile Range (RPIQ) obtained in validation. Ordinary kriging was also performed and the resulted interpolated surfaces were compared to the maps obtained from the best LR model. There was significant correlation between soil attributes and reflectance, LST and elevation data, and soils with clay texture were differentiated from sandy soils based on LST mean values. For all soil attributes, models using only elevation presented the worst performance; models using only LST, moderate performance; and using Vis-NIR-SWIR bands, good predictive performance. For clay, the best model obtained had bands 4-7, LST and elevation as predictors; for sand and iron oxides, the best model had bands 4-7 and LST; for OM, band 4, band 7 and LST. The use of LST for estimating soil attributes increases the predictive performance of multiple LR models when associated with other variables obtained through remote sensing, particularly surface reflectance data, improving the validation of models reaching high R2adj, high RPIQ and low RMSE values. Maps for sand, OM and iron oxides obtained through ordinary kriging outperformed those obtained for the same attributes using LR models based on RS co-variables, and for clay, both approaches reached the same accuracy level. Mapping of soil clay, sand, OM and iron oxides contents through multiple LR models using Landsat 5 products is a simple and easy to reproduce technique, appropriate for soil attributes mapping in bare soil agricultural areas. / Os atributos do solo influenciam diretamente na sua temperatura de superfície. Apesar de existir vários estudos utilizando espectros de solos obtidos de satélite, a avaliação do solo por meio da Temperatura de Superfície Terrestre (em inglês Land Surface Temperature, LST) ainda é escassa. A ampla disponibilidade de dados termais de satélite e o desenvolvimento de algoritmos para derivar a LST facilitou o seu uso em estudos de solos. O objetivo desse trabalho foi avaliar variações da LST do solo devidas à sua composição e verificar o potencial de uso da LST na quantificação de atributos do solo, também integrada com dados de espectros de reflectância e elevação. A área de estudo (198 ha) está localizada no estado de São Paulo, Brasil, e estava com solo exposto e arado na data de aquisição da imagem de satélite. Amostras de solo foram coletadas em um grid regular de 100 x 100 m (profundidades: 0.02 m e 0.8-1.0 m); a granulometria do solo, matéria orgânica (MO) e óxidos de ferro foram determinados via análises físicas e químicas laboratoriais. Neste estudo, uma imagem do Landsat 5 foi utilizada para extrair a temperatura de superfície usando a inversão da função da Lei de Planck na banda 6 (10.400 - 12.500 nm), e a emissividade de superfície foi estimada utilizando o método do limiar do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada. Valores de reflectância das bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7 foram extraídos. Modelos para quantificação de atributos do solo foram feitos usando Regressão Linear (RL), com amostras de 62 pontos de tradagem distribuídos em 14 topossequências. A RL simples foi aplicada para gerar modelos de predição baseados na LST e também na elevação (extraída de um modelo digital de elevação). A RL múltipla foi aplicada para gerar modelos de predição usando os espectros de reflectância com correção atmosférica das bandas do Visível, Infravermelho próximo e Infravermelho de ondas curtas (Vis-NIR-SWIR) como preditores; também foi aplicada para predição de atributos do solo usando simultaneamente dados do Vis-NIR-SWIR, LST e elevação, e apenas variáveis significativas identificadas por teste T foram usadas. A performance preditiva dos modelos foi avaliada baseada no coeficiente de determinação ajustado (R2adj), raiz do erro quadrático médio (RMSE, g kg-1) e razão de desempenho do intervalo interquartil (RPIQ) obtidos na validação. A krigagem ordinária também foi feita e as superfícies interpoladas resultantes foram comparadas com o melhor modelo de RL. Houve correlação significativa entre os atributos do solo e dados de reflectância, LST e elevação, e solos com textura argilosa foram diferenciados de solos arenosos com base em valores médios de LST. Para todos os atributos do solo, os modelos usando apenas elevação apresentaram a pior performance, modelos usando somente LST, performance moderada, e usando as bandas do Vis-NIR-SWIR, boa performance preditiva. Para argila, o melhor modelo obtido teve as bandas 4-7, LST e elevação como preditores; para areia e óxidos de ferro, o melhor modelo teve as bandas 4-7 e LST; para MO, banda 4, banda 7 e LST. O uso da LST para estimar atributos do solo aumenta a performance preditiva de modelos de RL múltipla quando associada a outras variáveis obtidas via sensoriamento remoto (SR), particularmente dados de reflectância de superfície, melhorando a validação dos modelos atingindo altos valores de R2adj e RPIQ e baixos valores de RMSE. Os mapas para areia, MO e óxidos de ferro obtidos via krigagem ordinária superaram aqueles obtidos para os mesmos atributos usando modelos de RL baseados em co-variáveis obtidas via SR, e para argila, ambas abordagens atingiram o mesmo nível de acurácia. O mapeamento dos conteúdos de argila, areia, matéria orgânica e óxidos de ferro do solo via modelos de RL múltipla utilizando produtos do Landsat 5 é uma técnica simples e fácil de reproduzir, apropriada para o mapeamento de atributos do solo em áreas de agricultura com solo exposto.

Orientador: Salatier Buzetti / Resumo: O desenvolvimento radicular em plantações de eucalipto tem sido apontado como uma das estratégias cruciais para sua adaptação e crescimento, em especial, em condições tropicais, que possuem solos pobres em nutrientes. Neste contexto, torna-se extremamente importante avaliar o perfil do solo nestas plantações, a luz de uma perspectiva de fornecimento de nutrientes e água para as plantações de eucalipto. Tendo isto em vista, especificamente nesta tese, dois trabalhos foram conduzidos para avaliar os atributos do solo e o desenvolvimento radicular em plantações de eucalipto no brasil, a saber: 1) Disponibilidade de Água no Solo em Plantios de Eucalipto em uma Cronossequência, e suas Relações com a Produtividade e Densidade Básica da Madeira e suas Estimativas Através de Redes Neurais Artificiais no Brasil; 2) Padrões e Distribuição Vertical dos Atributos do Solo na Plantação de Eucalipto no Brasil. A rede experimental completa possui 34 experimentos plantados em um gradiente climático no Brasil e 2 locais no Uruguai, com 36 locais experimentais no total. Avaliaram-se sítios desde baixo incremento médio anual (13,7 m³ ha-1 ano-1, 61% abaixo da média nacional de produtividade), até sítios com elevada produtividade com IMA de 67,2 m³ há-1 ano-1 (92% acima da média nacional de produção de madeira). No trabalho 1, avaliaram-se14 experimentos, e no trabalho 2, 4 experimentos, todos eles ao longo de um forte gradiente climático no Brasil. No caso do trabalho 1 foram avaliados atributos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The root development in eucalyptus plantations has been pointed out as one of the crucial strategies for their adaptation and growth, especially in tropical conditions, which have nutrient poor soils. In this context, it is extremely important to evaluate the soil profile in these plantations, considering a nutrient and water supply perspective for eucalyptus plantations. With this in mind, specifically in this thesis, two studies were conducted to evaluate soil attributes and root development in eucalyptus plantations in Brazil, namely: 1) Availability of Soil Water in Eucalyptus Plantations in a Chronosequence, and their Relationships with the Productivity and Basic Density of Madeira and its Estimates through Artificial Neural Networks in Brazil; 2) Patterns and Vertical Distribution of Soil Attributes in Eucalyptus Plantation in Brazil. The complete experimental network has 34 experiments planted in a climatic gradient in Brazil and 2 sites in Uruguay, with 36 experimental sites in total. Sites were evaluated from low average annual increment (13.7 m³ ha-1 year-1, 61% below the national average of productivity), to sites with high productivity with an IMA of 67.2 m³ ha-1 year -1 (92% above the national average of wood production). In work 1, 14 experiments were evaluated, and in the work 2, 4 experiments, all of them along a strong climatic gradient in Brazil. In the case of work 1, physical attributes of the soils (clay, silt, total sand, field capacity, permanent wiltin... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-30Bitstream added on 2014-06-13T19:04:50Z : No. of bitstreams: 1 brito_lf_dr_jabo.pdf: 1108537 bytes, checksum: 980659ce6ae61be1c376f0ca8bf81d20 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A variação espacial e temporal da emissão de CO2 do solo é influenciada por atributos do solo relacionados à produção e ao transporte do gás soloatmosfera. Entretanto, ainda são escassos estudos visando compreender o efeito da topografia sobre a variabilidade da emissão de CO2 do solo, especialmente em área de conversão para o sistema de colheita da cana-de-açúcar mecanizada sem queima. Este trabalho tem como objetivo estudar as variações da emissão de CO2 do solo, em área cultivada com cana-de-açúcar, com histórico de colheita mecanizada sem queima, sob diferentes formas do relevo e posições na encosta. Foram selecionadas uma área situada numa superfície côncava (CONC) e outras duas em posições contrastantes numa superfície linear (encosta superior – ESUP e encosta inferior – EINF). Foram conduzidas avaliações da emissão de CO2 e de atributos do solo, nas três áreas, em duas situações distintas: (1) em 2004, um mês após plantio da cana-de-açúcar, foram conduzidas avaliações em pontos aleatórios em cada uma das três áreas, num mesmo dia, sendo a emissão de CO2, temperatura e umidade do solo avaliados ao longo de 7 meses e, (2) em 2005, um mês após o corte mecanizado da cana-de-açúcar crua, foi caracterizada a variabilidade espacial da emissão de CO2 e demais atributos do solo, por meio da semivariância, nas mesmas posições topográficas. A emissão total de CO2 no período de 7 meses de estudo em 2004 foi 19,26, 23,03 e 22,29 Mg CO2 ha-1 nas áreas CONC, ESUP e EINF, respectivamente. A variação temporal da emissão foi explicada por uma relação exponencial com temperatura, e uma relação linear com umidade do solo. O valor de 10 Q , calculado para as posições CONC, ESUP e EINF, foi de 1,98 (±0,34), 1,81 (±0,49) e 1,71 (±0,31). O efeito da forma do relevo e da posição topográfica sobre a variação da emissão de CO2 do... / The spatial and temporal variation of soil CO2 emission is influenced by several soil attributes related to CO2 production and gas transport from soil to atmosphere. However, few studies aiming to understand the effect of topography on the variability of CO2 emissions exist, especially on the sugarcane harvest system without prior burning. The objective of this work was to study the spatial and temporal changes of the soil CO2 emission in an area cultivated with sugar cane, having a mechanized crop system, under different relief forms and slope positions. In a landscape it was selected one area located in a concave form (CONC) and two others located at superior (ESUP) and inferior (EINF) positions in a linear form. It was conducted measurements of soil CO2 emission and soil attributes at the three different locations in two different situations: (1) in 2004, one month after sugarcane plantation, measurements were conducted with randomized repetitions for each area in each sampling day, and soil CO2 emission, soil temperature and soil moisture were also monitored during a period of 7 months, and (2) in 2005, one month after sugarcane harvesting without burning, the spatial variability of soil CO2 emission and soil attributes were characterized by the semivariance in the same topographic positions. Total soil CO2 emission during this period was 19,26, 23,03 e 22,29 Mg CO2 ha-1 for CONC, ESUP e EINF areas, respectively. Temporal variability of soil CO2 emission was explained by an exponential function with soil temperature and a linear function with soil moisture. The 10 Q values were 1.98 (±0.34), 1.81 (±0.49) and 1.71 (±0.31) for CONC, ESUP and EINF, respectively. The effect of relief form and topographic position on soil CO2 emission variation was dependent on the time of measurement. Bulk density, macroporosity, penetration resistance, aggregation and oxidizable organic ...(Comlete abstract, click electronic access below)

Precision agriculture (AP) appears as a permissible tool to manage rationally the spatial and temporal variability of soil chemical attributes in order to effectively maximize the use of agricultural areas. However, in some situations visualized a low correlation between the chemical soil properties and crop productivity, emphasizing the need for development of AP to seek alternatives and tools for the definition of management zones. In recent years, they have gained prominence studies of parameter attributes of plant canopies, and the Vegetation Index (NDVI) the best known. This study aimed to evaluate the use of AP tools to define management zones in the central region of Rio Grande do Sul. The work was conducted with the culture of the agricultural year 2014/15 corn in an area of 15.1 hectares in the municipality of Julio de Castilhos, RS, managed with irrigation center pivot. The spatial variability of soil attributes and plants was characterized based on the collection of information on a sampling grid of 0.5 ha, totaling 32 points in the experimental area. The Landsat satellite images (NDVI) with a spatial resolution of 30 x 30 m were processed enabling the production of productivity map and the definition of management zones in the area. The soil properties have high variance in the standard deviation (S) and coefficient of variation (CV%) of phosphorus (18.16 and 42.46), potassium (38.263 and 25.80), aluminum saturation (4,63 and 130.14) sulfur (6.72 and 40.57) and manganese (7.32 and 30.23). The analysis of the statistical and geostatistical to dry mass (28,10% CV and r2 = 0.96) and corn (11.85% CV and r2 = 0.99). The Pearson correlation was significant positively to productivity of corn kernels indicated the clay, base saturation, calcium, SMP index, magnesium and NDVI; indicated dry weight organic material, SMP index CTC pH7 and magnesium. Among the different methods of zones positive correlation between dry matter areas of stubble and productivity with altitude zone, chemical attributes zone and NDVI zone. The use of satellite images made it possible to guarantee the evaluation of different management zones. / A agricultura de precisão (AP) surge como uma ferramenta permitindo manejar de forma racional a variabilidade espacial e temporal dos atributos químicos do solo com objetivo de maximizar eficientemente o uso das áreas agrícolas. Entretanto, em algumas situações visualiza-se uma baixa correlação entre os atributos químicos do solo e a produtividade das culturas, destacando-se a necessidade da evolução da AP em buscar ferramentas e alternativas para a definição de zonas de manejo. Nos últimos anos, têm ganhado destaque os estudos sobre parametrização de atributos dos dosséis vegetais, sendo o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) o mais conhecido. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de ferramentas de AP na definição de zonas de manejo na região central do Rio Grande do Sul. O trabalho foi conduzido com a cultura do milho (Zea mays L.) ano agrícola 2014/15, numa área de 15,1 hectares no município de Júlio de Castilhos, RS, manejada com irrigação por pivô central. A variabilidade espacial de atributos de solo e de plantas foi caracterizada com base na coleta de informações numa malha amostral de 0,5 ha, totalizando 32 pontos na área experimental. As imagens de satélite Landsat (NDVI) com resolução espacial de 30 x 30 m foram processadas possibilitando a confecção de mapa de produtividade e a definição de zonas de manejo da área. Os atributos do solo possuem alta variância no desvio padrão (S) e coeficiente de variação (CV%) do fósforo (18,10 e 42,46), potássio (38,26 e 25,80), saturação por alumínio (4,63 e 130,14), enxofre (6,72 e 40,57) e manganês (7,32 e 30,23). A análise da estatística e geoestatísticos para produção de massa seca (28,10 CV % e r2=0,96) e produtividade grãos de milho (11,85 CV % e r2=0,99). A correlação linear de Pearson foi significativa positivamente para produtividade de grãos de milho indicou a argila, saturação por bases, cálcio, índice SMP, magnésio e NDVI; massa seca indicou matéria orgânica, índice SMP, CTC pH 7 e magnésio. Entre os diferentes métodos das zonas de manejo a correlação positiva entre as zonas de massa seca da resteva e produtividade com zona de altitude, zona atributos químicos e zona de NDVI. A utilização de imagens de satélites possibilitou a garantia da avaliação de diferentes zonas de manejo.