O conhecimento dos atributos do solo e de sua variabilidade espacial são essenciais para a aplicação de um manejo racional, promovendo altas produtividades e baixo impacto ambiental. Dentre as informações mais utilizadas para o planejamento e tomadas de decisão na atividade agrícola, observa-se o mapa pedológico. Este indica de maneira simplificada uma série de atributos, tais como a textura, as condições químicas e a morfologia. Em contrapartida, estes mapas são escassos, desatualizados ou mesmo apresentam-se em escala inadequada, resultando em um entrave no desenvolvimento agrícola sustentável. Desta forma, surge a necessidade de ferramentas que auxiliem no processo de levantamento e mapeamento de solos, reduzindo custos e tempo de execução. Duas técnicas capazes de atenuar tal problemática são a espectroscopia de reflectância e o mapeamento digital de solos. Diversos trabalhos indicam o potencial das curvas espectrais para determinar atributos como teor de argila e carbono, no entanto, há carência de estudos avaliando relações entre classes taxonômicas e o comportamento espectral. Da mesma forma, não se encontra na literatura pesquisas que conciliaram o mapeamento digital de solos e o espectro eletromagnético. Sendo assim, este trabalho foi desenvolvido visando responder os seguintes questionamentos: (a) Existe correlação entre atributos do solo e o comportamento espectral para as amostras estudadas?; (b) Teriam as curvas espectrais padrões específicos para diferentes classes taxonômicas? (c) Seria possível distinguir diferentes classes de solo utilizando técnica de classificação numérica de perfis e dados de reflectância? (d) Seria possível estabelecer limites de solo em topossequências utilizando somente curvas espectrais e métodos estatísticos? (e) O processo de mapeamento digital de solos é capaz de produzir mapas semelhantes aos obtidos por metodologia convencional? / The knowledge of the spatial distribution of soils is important for crop management, providing a high productivity and less environmental impact. The soil map is one of the most important information used for planning or to make a decision in agriculture. It is a simply way to acquire information about soil attributes, such as texture, morphology and chemical conditions. However, the existent soil maps are outdated or present an inadequate scale. This issue is an obstacle to sustainable agricultural development. Due to this, arises the need for tools to help the process of surveying and mapping of soils, reducing costs and time. Two techniques that could help to mitigate such problems are reflectance spectroscopy and digital soil mapping. Several studies indicate the potential of spectral curves to determine attributes such as clay and carbon, however there are few studies evaluating the relationships between taxonomic classes and soil spectral behavior. Also, there is not many works evaluating the use of soil spectra in digital soil mapping. Thus, this study attempts to answer the following questions: (a) Is there any correlation between soil properties and spectral behavior of the studied samples? (B) Would the spectral curves have specific features for different taxonomic classes? (C) Is It possible to distinguish different soils using a profile numerical classification technique and reflectance data? (D) Is it possible to establish boundaries on soil toposequences using only spectral curves and statistical methods? (E) Is digital soil mapping able to produce similar maps to those obtained by conventional methods?

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-14T16:11:22Z No. of bitstreams: 1 Larissa de Brito Caixeta.pdf: 1251344 bytes, checksum: f836a0d0c30f9c764b4a7d186a485112 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T16:11:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Larissa de Brito Caixeta.pdf: 1251344 bytes, checksum: f836a0d0c30f9c764b4a7d186a485112 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / The application of organic matter has been recognized as an efficient strategy for plant parasite nematode control, contributing for reduction of chemical products and their environmental impacts. In this context, the vinasse presents a high potential for use in alternative management of these important parasites due to the high volume of organic matter. The objectives of the present study were to evaluate nematode communities in soil and roots, correlating changes in physical and chemical soil attributes and nematode communities in function of irrigation with vinasse; evaluate the fertirrigation effect in vertical distribution of nematode communities in soil and in the spatial variability of the plant parasitic nematodes. Evaluations based on physical (soil humidity, density, porosity, granulometry, penetration resistance (MPa) and particle density) and chemical (pH, H, Al, P, Ca, Mg, Na, K and C-CO2 evolution) soil attributes and nematode community in soil and roots, carried out 30 days before and 30 and 90 days after sugarcane cut and vinasse application. There was reduction in total amount of nematode after vinasse irrigation. Soil density and Ca++ level correlated positively with the total amount of nematode and, in particular, the plant parasitic nematodes. Inversely, the organic matter correlated negatively with the free-living nematodes, plant parasitic nematodes and consequently the total amount of nematodes in soil, but presented positive correlation with endoparasites in roots. Changes in time on C-CO2 evolution were not significant neither the correlation with the taxa or trophic groups. The vertical irrigation effect on soil was signalized on Pratylenchus and Dorilamidae distribution and soil density. The higher changes in nematode densities in soil were attributed to depth, being layers of 10 and 20 cm the most crowded. According to semivariograms, endoparasite distribution fitted to spherical before and 30 days after and before vinasse application. However, ectoparasite distribution, fitted to spherical model before irrigation, shifted to exponential 30 days before vinasse application. Spatial dependence of ectoparasites was moderate after and before irrigation. Endoparasites presented moderate dependence before and weak after irrigation. At 90 days after irrigation, endo and ectoparasites did not present correlation among points sampled showing pure nugget effect. / O emprego de matéria orgânica tem sido preconizado com destacada eficiência para controle de fitonematóides, contribuindo para a redução do uso de produtos químicos e os conseqüentes impactos ao meio ambiente. Nesse contexto, a vinhaça apresenta grande potencial no manejo alternativo destes fitopatógenos, devido ao grande aporte de matéria orgânica em sua composição. Os objetivos do presente estudo foram avaliar as comunidades de nematóides no solo e raízes, correlacionando variações nos atributos físicos e químicos do solo e nas comunidades de nematóides em função da fertirrigação com vinhaça; avaliar o efeito da fertirrigação na distribuição vertical da nematofauna do solo e na variabilidade espacial dos fitonematóides. As avaliações fundamentaram-se em atributos físicos (umidade, densidade, porosidade, granulometria, resistência do solo a penetração e densidade de partícula) e químicos (pH, H, Al, P, Ca, Mg, Na, K e evolução C-CO2) do solo e caracterização da nematofauna, efetuadas 30 dias antes e 30 e 90 dias após o corte da cana e aplicação de vinhaça. Houve redução no número total de nematóides após a fertirrigação com vinhaça. A densidade do solo e o nível de Ca++ correlacionaram-se significativamente com o total de nematóides e, em particular, com os fitoparasitos. A matéria orgânica correlacionou-se negativamente com nematóides de vida livre, fitoparasitos e nematóides totais do solo, mas apresentou correlação positiva com os endoparasitos encontrados nas raízes. A evolução de C-CO2 não variou significativamente entre os períodos nem apresentou correlações com os taxa ou grupos tróficos. O efeito vertical da fertirrigação no solo foi constatado apenas nas distribuições de Pratylenchus e Dorylaimidae e na densidade do solo. As maiores variações nas densidades populacionais de nematóides no solo ocorreram nas camadas de 10 e 20 cm. A distribuição dos endoparasitos ajustou-se ao modelo esférico 30 dias antes e após a aplicação de vinhaça. Já os ectoparasitos, ajustado ao modelo esférico antes da fertirrigação, mudou para exponencial 30 dias após a aplicação de vinhaça. Os ectoparasitos apresentaram dependência espacial moderada antes e após a irrigação com vinhaça e, os endoparasitos, moderada antes e fraca 30 dias após a irrigação. Aos 90 dias após a irrigação, os endoparasitos e ectoparasitos não apresentaram correlações entre os pontos amostrados, revelando efeito pepita puro.

A duração do período de molhamento (DPM) é de grande importância para a epidemiologia de doenças de plantas, pois desempenha papel fundamental em alguns processos epidemiológicos. Dessa forma, sua determinação torna-se indispensável para o entendimento da relação entre o clima e doenças de plantas. Sendo assim, este estudo teve como objetivos: definir uma posição padrão de instalação de sensores cilíndricos para a medida da DPM sobre gramado, avaliar a variabilidade espacial dessa variável em três diferentes culturas, relacionar a DPM medida em culturas agrícolas com aquela obtida em posto meteorológico e comparar a estimativa da DPM obtida com modelos empíricos com aquela medida com sensores eletrônicos. Na fase anterior à sua instalação no campo, todos os sensores eletrônicos foram previamente pintados com tinta látex e tratados termicamente. Após essa etapa, os sensores cilíndricos foram instalados sobre gramado a 30 cm de altura voltados para o sul. No período inicial, os sensores cilíndricos foram mantidos paralelos à horizontal, visando-se a avaliar a variabilidade entre os mesmos. Posteriormente, foram testados cinco diferentes ângulos de instalação. As medidas obtidas por esses sensores foram comparadas com a medida padrão, obtida por sensor de placa a 30 cm de altura e 45º de inclinação. Com a finalidade de se avaliar a variabilidade espacial da DPM, sensores eletrônicos de DPM foram distribuídos no dossel de três culturas: algodão, banana e café. As medidas obtidas nessas culturas foram comparadas com as fornecidas por sensor de placa em posição padrão. A estimativa da DPM foi feita por meio dos seguintes modelos: NHUR > 87%, CART, DPO e limiar estendido de umidade relativa para os períodos seco e chuvoso. As medidas obtidas por sensores cilíndricos sobre gramado apresentaram boa acurácia e precisão. A variação do ângulo de instalação não demonstrou ter efeito expressivo sobre a medida dos sensores cilíndricos para as condições locais. Contudo, é recomendável inclinar o sensor cilíndrico, uma vez que, trabalhos anteriores demonstram que esse pode superestimar a DPM quando instalado na horizontal. A avaliação da variabilidade espacial da DPM demonstrou que essa variável é influenciada pelas condições determinantes do microclima das culturas. O padrão de variação da DPM foi distinto para cada uma das culturas. Na cultura do algodão não foram observadas variações expressivas da DPM. Já no cafeeiro a DPM foi mais longa nas partes baixas da planta, enquanto que na cultura da banana essa foi mais longa no topo da cultura. Foram obtidas boas relações entre a DPM medida sobre gramado e aquela obtida no topo das culturas, demonstrando que é possível estimar tal variável por meio de dados obtidos em posto meteorológico. Os modelos NHUR > 87%, CART e DPO forneceram boas estimativas da DPM com erro absoluto médio variando de 1,4 a 2,8 h nos dois períodos avaliados. Durante a estação seca, os três primeiros modelos tenderam a subestimar a DPM. O modelo do limiar estendido de umidade relativa foi o que apresentou o pior desempenho entre os modelos avaliados, não sendo recomendável sua aplicação para condições semelhantes às deste estudo. / Leaf wetness duration (LWD) is a very important variable for plant disease epidemiology, since it plays an important role in some epidemiological processes. So its determination is essential for the understanding of the climate and plant disease relationship. Therefore, the objectives of this study were: to determine the standard deployment for cylindrical LWD sensors over turfgrass; to assess the spatial variability of this variable in three different crops; to relate the LWD measured at three different crop canopies to that obtained in a weather station; and to compare the LWD estimated by empirical model with that measured by electronic sensors. Before the field assessments, all electronic sensors were painted with white latex paint and submitted to a heat treatment. After this first stage, all cylindrical sensors where installed over turfgrass at 30-cm height deployed facing south. Firstly, all cylindrical sensors were deployed at horizontal in order to assess the variability among them. After that, five different deployment angles were tested. The measurements provided by those sensors were compared with the standard measurement, provided by flat plate sensors at 30-cm height and deployed at 45º. In order to assess the LWD spatial variability, electronic sensors were placed in three different crop canopies: cotton, banana and coffee. The measurements obtained in those crops were compared with LWD measured by flat plate sensors in a standard deployment over turfgrass. LWD were estimated using the following models: NHRH>87%, CART, DPD e extended threshold of relative humidity, for the dry and wet seasons. The measurements provided by cylindrical sensors over turfgrass had good accuracy and precision. The change in the angle of sensor deployment had no effect on LWD measured by cylindrical sensors, for the studied conditions. However, cylindrical sensors should not be deployed at horizontal because previous studies showed that they could overestimate LWD when deployed at horizontal. The LWD spatial variability assessment showed that this variable is dependent on the plant and/or crop conditions, which control the canopy microclimate. The pattern of variation of LWD was different for each crop assessed. In the cotton crop, LWD variations were negligible. On the other hand, in the coffee crop LWD was longer in the lower parts of the canopy while in the banana crop it was longer in the top of the canopy. A good correlation between LWD measured over turfgrass and that obtained in the crop top was achieved, which demonstrates that it is possible to estimate LWD using weather station data. The models NHRH>87%, CART, DPD provided good estimates of LWD with mean absolute error ranging from 1.4 to 2.8 h in both dry and wet periods. During the dry season, those models overestimated the LWD. The extended threshold model had the worst performance in relation to the other models, so it is not advised to use this model for similar climate conditions to this study.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo desse estudo foi avaliar os teores e estoques de carbono orgÃnico nas formas: total (COT), particulada (COP), associada (COA) e solÃvel em Ãgua (CSA), P disponÃvel, K e Na trocÃveis, assim como a possÃvel redistribuiÃÃo destes elementos e das partÃculas do solo pela erosÃo hÃdrica em sistemas agroflorestais, comparativamente ao sistema de cultivo tradicional e intensivo. O estudo foi desenvolvido em Ãrea experimental localizada na Fazenda Crioula, pertencente ao Centro Nacional de Pesquisa de Caprinos da EMBRAPA, no municÃpio de Sobral-CE. A partir de projeto desenvolvido desde 1997 foram selecionadas as seguintes Ãreas: Agrissilvipastoril (AGP), Silvipastoril (SILV), Tradicional 1 (TR1), Tradicional 2 (TR2), Cultivo Intensivo em Pousio (CIP), VegetaÃÃo Natural 1 (VG1) e VegetaÃÃo Natural 2 (VG2). A Ãrea estudada foi georeferenciada, nos transectos as amostras foram coletadas a profundidade de 0-5 cm a cada 20, 10 ou 5 m de acordo com o relevo. Os teores de COT foram determinados por oxidaÃÃo Ãmida, o CSA por centrifugaÃÃo seguida de oxidaÃÃo Ãmida, o fÃsforo (P) disponÃvel, K+ e Na+ trocÃveis por extraÃÃo com Mehlich I e colorimetria. Determinou-se tambÃm a densidade e a textura do solo, onde na fraÃÃo areia o COP foi quantificado por oxidaÃÃo Ãmida enquanto que o COA foi obtido por diferenÃa entre o COT e o COP. Os resultados foram avaliados atravÃs de medidas descritivas e tÃcnicas geoestatÃsticas. As Ãreas sob manejo agroflorestal apresentaram teores e estoques de carbono e nutrientes superiores, mesmo em condiÃÃes de relevo favorÃveis a perdas por processo erosivo. A fraÃÃo areia foi comumente alterada pela aÃÃo dos agentes erosivos nos sistemas conservadores, enquanto que nos sistemas mais intensivos a argila foi mais afetada devido à erosÃo està promovendo perdas do horizonte Bt nestas Ãreas. As estimativas de perdas e incrementos de solo e nutrientes confirmaram a eficiÃncia do SAFâs em reduzir os efeitos da erosÃo enquanto que as Ãreas tradicionais promoveram maiores perdas de nutrientes e solo. AlÃm disso, observou-se o predomÃnio de uma maior variabilidade espacial nos SAFâs, quando comparado as Ãreas manejadas de forma convencional que apresentaram um aspecto uniforme devido à maior aÃÃo dos agentes erosivos. / The objective of this study was to evaluate the content and stocks of: organic carbon in the form total (TOC), particulate (COP), associated (COA) and soluble in water (CSA), available P, K and Na exchangeable, as well as possible redistribution of these elements and soil particles by water erosion in agroforestry systems, compared to the traditional system of cultivation and intensive. The study was developed in an experimental area located at the Crioula Farm, CNPC â EMBRAPA, in Sobral County, CE. The following systems were evaluated: Agrisilvipastoril (AGP), Silvipastoril (SILV), Traditional 1(TR1), Traditional 2(TR2), Fallow Intense Cropping (CIP), Natural Vegetation 1 (VG1) and Natural Vegetation 2 (VG2). The studied field was georeferenced in transects and soil samples were collected to a depth of 0-5 cm every 20, 10 or 5 m, according to the condition of terrain. The TOC content was determined by wet oxidation, the CSA for centrifugation followed by wet oxidation, phosphorus (P) available, K and Na exchangeable was extracted by Mehlich-1 and determined colorimetrially. Was determined also the soil density and texture, where it was determined in the sand fraction COP by wet oxidation while the COA was obtained by the difference between the TOC and COP. The results were analyzed using descriptive statistic and geostatistic technique. The areas under management and agroforestry showed content of carbon stocks and superior nutrients, even under conditions favorable for significant losses for the erosion process. The sand fraction was commonly altered by the action of agents in erosive systems conservatives, while more intensive systems in the clay was most affected due to erosion is causing great losses of Bt horizon in these areas. Estimates of losses and gains of soil nutrients and confirmed the efficiency of the SAF's to reduce the effects of erosion while the traditional areas promoted stronger loss of nutrients and soil. Moreover, there is predominance bigger spatial variability in the SAF's, compared the areas managed in a way that presented a conventional uniform appearance due to greater erosive action of the agents.

O conhecimento da condutividade hidráulica do solo é essencial para qualquer modelagem que envolva o movimento da água no solo. Além de variar com a umidade, a condutividade hidráulica do solo (K) apresenta alta variabilidade espacial, tanto em determinações no campo como no laboratório, podendo ser representada em função da umidade (θ) ou do potencial matricial (ψm). Conforme indica a Lei de Poiseuille, a condutância de poros individuais é altamente sensível ao seu diâmetro. Como a distribuição dos diâmetros de poros de um solo é descrita pela sua curva de retenção e o maior poro que contém água define o potencial matricial, a hipótese do presente trabalho é que, expressando-se K para um θ fixo, sua variabilidade é maior que para um ψm fixo. Para testar tal hipótese, foi conduzido um experimento empregando-se o método do perfil instantâneo sem evaporação (durante 1050 horas) e com evaporação (durante 401 horas) em períodos diferentes, obtendo-se a condutividade hidráulica não saturada em 48 baterias distanciadas de 1 m entre si e dispostas em linha reta em um Latossolo Vermelho-amarelo, dentro do Campus da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – ESALQ/USP em Piracicaba/SP. Os valores de potencial matricial foram obtidos por tensiometria em cinco profundidades (de 0,075 a 0,675 m) para cada bateria e transformados em umidade por curvas de retenção determinadas próximas a cada bateria. Os dados foram processados conforme procedimento padrão. O experimento com evaporação permitiu a obtenção nas camadas mais superficiais de valores de condutividade hidráulica em uma faixa de umidade abaixo daquela obtida no experimento sem evaporação. Os valores estimados de K(θ) e de K(ψ) foram submetidos à análise estatística descritiva e, após a verificação da não normalidade dos dados, foram submetidos à transformação logarítmica para a normalização da densidade de distribuição. Com a comprovação da não normalidade dos dados procedeu-se à estimativa do coeficiente de variação do logaritmo da condutividade hidráulica, observando-se menor variabilidade de K(ψ) do que K(θ), na maioria dos casos, sustentando a hipótese desta tese. Na faixa de umidade avaliada, o coeficiente de variação dos valores de condutividade hidráulica aumentou com a umidade e com o potencial matricial. / The knowledge of the soil hydraulic conductivity is essential to modeling soil water movement. Soil hydraulic conductivity (K) varies with water content and has a high spatial variability as well, either in field or in laboratory determinations. It can be represented as a function of water content (θ) or pressure head (ψm). According to Poiseuille´s Law, the conductance of individual pores is strongly dependent on their diameters. Pore size distribution in a soil is described by its water retention curve, and the largest water containing pore defines pressure head. Therefore, the hypothesis of the present study is that if K is expressed at a fixed θ value, its variability is higher than if expressed at a fixed ψm value. With the purpose of testing the hypothesis, an experiment was carried out using the instantaneous profile method without evaporation (for 1050 hours) and with evaporation (for 401 hours) in different periods. The soil hydraulic conductivity was estimated at 48 locations, 1 m distant from each other on a straight line in a Typic Hapludox soil at the ESALQ/USP campus in Piracicaba/SP – Brazil. Pressure heads were obtained through tensiometry in five depths (from 0,075 to 0,675 m) and transformed in water contents by water retention curves determined close to each location. Data were processed by standard routines. The test with evaporation allowed the soil hydraulic conductivity estimation in surface layers at water contents lower than in the test without evaporation. The estimated values for K(θ) and K(ψ) were submitted to a descriptive analysis, and normalized by a log-transformation. As the density distribution was lognormal, the coefficient of variation was estimated to the log-transformed K values, and it was observed that in most cases the K(ψ) variability was less than the K(θ), in agreement with the hypothesis of this study. The coefficient of variation of the K values increased with the water content and the matric potential within the range of water contents evaluated.

Com a crescente adoção da agricultura de precisão, há uma busca por informações mais detalhadas da variabilidade espacial dos solos em escalas que viabilizem um manejo diferenciado da área de produção. Entretanto, o custo das análises de solo é sem dúvida um dos principais entraves para obtenção dessas informações. A adoção do geoprocessamento, utilizando-se o sensoriamento remoto, GPS e sistemas de informações geográficas para caracterização de solos e quantificação de seus atributos, é um desafio que vem sendo buscado por vários pesquisadores por ser uma tecnologia alternativa de avaliação do solo, podendo ser mais barata, rápida e com menor impacto ambiental. Contudo, como qualquer tecnologia de ponta, ela deve ser devidamente testada e ajustada para os mais diversos tipos de solos e regiões. Para tanto, foram escolhidas áreas localizadas na região de São Carlos e Ibaté, São Paulo, tendo os seguintes objetivos: (i) caracterizar o comportamento espectral de solos por sensores terrestre (FieldSpec) e orbital (ASTER); (ii) determinar alterações no comportamento espectral dos solos ao longo de diferentes toposseqüências; (iii) gerar modelos de quantificação de atributos químicos e granulométricos dos solos a partir de sua radiação eletromagnética e (iv) caracterizar os solos da região conforme a altitude e declividade do terreno utilizando-se técnicas de sistema de informações geográficas. Para isso foram coletadas amostras no campo e realizado o mapeamento da área. As amostras foram avaliadas por diferentes sensores e correlacionou-se seus atributos com a reflectância. Desta forma, modelos espectrais de atributos dos solos foram elaborados. O mapa de solos elaborado foi cruzado com informações de declive e altitude para sua caracterização. Verificou-se que os atributos granulométricos e a matéria orgânica possuem uma grande influência no comportamento espectral dos solos. Verificou-se também, que solos localizados em cotas mais elevadas do relevo apresentam maior intensidade de reflectância do que os situados em posições inferiores, devido à variação do material de origem da referida região. As correlações entre os atributos e os dados espectrais do solo indicam uma tendência de aumentar o coeficiente de correlação em maiores comprimentos de onda. Os modelos elaborados para quantificação dos atributos granulométricos resultaram em valores estimados muito próximos dos determinados pelas análises convencionais (argila: R² = 0,69). Em escalas regionais há uma tendência de ocorrência de determinadas classes de solo em altitudes e declividades similares. Na área estudada, por exemplo, o Latossolo Amarelo foi encontrado predominantemente nas cotas mais altas (815-835 m) e em relevo plano (1-3 %). Conclui-se que a partir de informações de declividade e elevação da área, a extrapolação pedológica em locais sem apoio de campo deve ser feita com cautela. / With the increasing in adoption of precision agriculture, there is a need more detailed information about soil spatial variability in order to make possible a better management of crop fields. However, the cost of soil chemical analysis is the most important obstacle to obtain this information. The use of geoprocessing techniques, such as remote sensing, GPS and geographic information system, for soil characterization and quantification of their attributes is a challenge pursued for several researchers because it is an alternative technology for soil evaluation that can be cheaper, faster, and with lower environmental impact. Nevertheless, like any new technology, it must be tested and adjusted with different soil types located in different areas. For this research, two areas were chosen: São Carlos and Ibaté, São Paulo region, with the following objectives: (i) characterize the soil spectral response using terrestrial (FieldSpec) and orbital (ASTER) sensors; (ii) determine the changes on soil spectral response across different toposequences; (iii) generated models to quantify soil chemical and granulometric attributes based on its electromagnetic radiation and (iv) characterize the soil in conformity with altitude and slope using geographic information system techniques. Soil samples were collected and a soil map was developed. Soil samples were analyzed by both sensors and their attributes was correlated with spectral reflectance. Then spectral models were developed to quantify soil attributes. Soil map was crossed with declivity and elevation information for characterization. It was verified that the granulometric and organic matter attributes have a great influence on soil spectral response. It was verified that soils located in higher altitudes presented higher reflectance intensity than those located in lower positions due to the variation on parent material. The correlations between soil attributes and spectral data showed a tendency to increase the correlation coefficient at higher wavelengths. The models elaborated to quantify the granulometric attributes resulted in estimated values very close to the determined by conventional laboratory analysis (clay content: R² = 0.69). In regional scale there is a tendency of some soil classes occur at similar altitudes and slope. For example, the Typic Haplustox was found predominant at higher altitudes (815-835 m) and plan relief (1-3%). It was possible to conclude that based on information about slope and altitudes for this area, the pedologic extrapolation in new areas without field work should be done with caution.

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007- Jose Eduardo Dias.pdf: 7576584 bytes, checksum: f462c307c38711b0d35ca1237ce04396 (MD5) Previous issue date: 2007-05-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Agroecological production systems are more complex than conventional ones, since a series of crops follow in sequence or are intercropped to achieve high diversity and maximize soil nutrient recycling. The full understanding of these systems require systemic analyses and therefore, adequate tools. To understand soil fertility evolution, heterogeneity should also be considered. This thesis was performed at Integrated Agroecological Production System, located at Serop?dica, Rio de Janeiro, an area that has been organically managed for 14 years. The first chapter consisted of studying land use from 2003 to 2005. Each land unit use was annotated every three months to generate 12 maps. The information gathered was processed to generate three maps: (i) cultivated species richness; (ii) fallow intensity and (iii) green manure use. High cultivated species richness was observed. In some land units up to 40 plant species were recorded. However, this diversity was not uniformly distributed throughout the terrain. A high intensity of land use, mostly with annuals was also observed in a large part of the area. In most cases, fallow periods were up to 3 months in 3 years. The use of legumes was less frequent on the land units used for annual crops. They were not uniformly distributed throughout the terrain. The objectives of the second chapter were: (i) to generate maps of spatial distribution of soil nutrients (Ca++, Mg++ K++ and P), pH and organic matter; at two soil depths 0-20 and 20-40 cm, in 2004 and 2005 (ii) evaluate the difference of those soil attributes in two years (iii) evaluate the difference of soil fertility between the layers of 20-40 cm and 0-20 cm, (iv) generate two maps of fertility potential , one for each year, for the 0-20 cm layer; (v) to combine maps of all attributes in order to generate maps of potential of gain/loss of nutrients . In general, soil nutrient levels were high and very high, indicating that the 14 years of organic management has built up soil fertility. There was a trend of decreasing soil fertility from 2004 to 2005. The area with higher loss potential coincided with a high intensively used portion of the system. However, on the area used as a control, losses also occurred, in lower intensity. From all nutrients studied, phosphorus was the most spatially and temporally variable. / Sistemas de produ??o com base agroecol?gica s?o mais complexos que os convencionais. A heterogeneidade ? uma regra nesses sistemas, pois muitas culturas se sucedem no tempo e no espa?o, compondo assim, alta biodiversidade. A compreens?o desses sistemas requer an?lises de car?ter sist?mico e, portanto, necessita de ferramentas compat?veis. Da mesma forma, estudos de fertilidade do solo, que consideram a heterogeneidade espacial e temporal s?o imperativos para se compreender a din?mica dos nutrientes. O presente estudo foi conduzido no Sistema Integrado de Produ??o Agroecol?gica - SIPA, uma ?rea que vem sendo manejada organicamente por catorze anos, situada no munic?pio de Serop?dica RJ. O primeiro cap?tulo constou do estudo do uso da terra, entre 2003 e 2005. Foram feitos registros trimestrais do uso das glebas, gerando doze mapas de uso. As informa??es contidas nesses mapas foram processadas de forma a gerar tr?s novos mapas: (a) riqueza de esp?cies cultivadas; (b) intens idade de pousio e (3) utiliza??o de leguminosas. Foi verificada alta riqueza de esp?cies cultivadas, havendo algumas glebas com at? 40 esp?cies vegetais. Por?m, esta diversidade encontra-se desuniformente distribu?da no terreno. Houve uma alta intensidade de uso da terra, sendo o per?odo de pousio, em grande parte, relativamente curto, ou seja, de at? tr?s meses, em tr?s anos. Nesses casos, predominaram cultivos anuais. O uso de leguminosas, no sistema, foi menor nas glebas de cultivos anuais e estava desuniformemente distribu?do no terreno. O segundo cap?tulo teve como objetivos: (1) gerar mapas da distribui??o espacial de MO, pH. Ca++, troc?vel, Mg++ troc?vel e K++ troc?vel em quatro glebas selecionadas do SIPA, para as camadas de 0 a 20 e de 20 a 40 cm, nos anos 2004 e 2005; (2) avaliar a evolu??o dos teores daqueles elementos nos dois anos; (3) avaliar a diferen?a de teores entre as camadas 0- 20 cm e 20-40 cm; (4) gerar dois mapas de fertilidade potencial qu?mica , um para cada ano, combinando-se os mapas de todos os nutrientes, para a camada de 0 a 20 cm e (5) gerar dois mapas de potencial de perda/ac?mulo de nutrientes, um, pela combina??o dos mapas de evolu??o da fertilidade e outro, pela combina??o dos mapas de potencial de 2005 e 2004. Os resultados indicaram n?veis dos nutrientes, na faixa de alto a muito alto, na maioria da extens?o da ?rea de estudo, nos dois anos, indicando que o manejo do SIPA, nos catorze anos, desde a sua cria??o, tem constru?do a fertilidade do solo. No entanto, detectou-se uma tend?ncia de diminui??o dos n?veis de nutrientes de 2004 para 2005. O potencial de perda coincide com ?rea de alta intensidade de uso, entretanto a ?rea controle, de uso m?nimo, tamb?m indicou perdas, contudo em propor??es menores.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernando.pdf: 1254221 bytes, checksum: 741e9fc4768462bb7fd91bdbf5e81c45 (MD5) Previous issue date: 2011-06-01 / The fundamental principles of precision agriculture are to increase crop productivity and to maintain agricultural sustainability through the use of fertilizer material on a variable rate, unlike the conventional farming, which uses values based on the average use of inputs. The aim of this study was to make a comparison between conventional farming (AC) and precision farming (AP), taking into account the chemical attributes available in the soil and its physical characteristics. The experiment was conducted in an area of 19.63 ha, in Cascavel, Paraná. Three bands were defined for conventional agriculture and three for precision agriculture. To create theme maps, kriging was used as interpolator, and the spatial dependence data were evaluated through semivariograms. Soybean yield was highly correlated with K in both cropping systems, but was lightly correlated with the remaining attributes evaluated. In AC it was found that the attributes yield, clay, sand, Cu, and cone index 0-20 cm showed strong spatial dependence. The remaining attributes presented weak and moderated spatial dependence. For the AP system, Cu presented strong spatial dependence. With exception to Zn, all the evaluated attributes were in availability levels for soy development, and this fact influenced the AP yield not to be significantly higher than AC. The interpolated yield mean was virtually the same for both systems, and in most of the area (59,7%) AP showed higher productivity than AC. / Os princípios fundamentais da agricultura de precisão (AP) são o aumento da produtividade das culturas e a manutenção da sustentabilidade agrícola, por meio do uso de aplicação de insumos a taxa variável, ao contrário do cultivo convencional, que utiliza valores médios para aplicação de insumos. O objetivo deste trabalho foi comparar o sistema de cultivo convencional (AC) e AP, levando em consideração os atributos químicos disponíveis no solo, suas características físicas e a produtividade de Soja. O experimento foi realizado em uma área de 19,63 ha, no município de Cascavel, Paraná, sendo definidas três faixas (curvas de nível) para AC e três para AP. Realizou-se coletas para análise química do solo, macro e microporosidade e densidade do solo em toda a área. Na soja foi feita a avaliação de produtividade. Para criação de mapas temáticos foi utilizada a krigagem como interpolador, sendo avaliada a dependência espacial dos dados por meio do semivariograma. A produtividade da soja teve alta correlação com o K nos dois sistemas de cultivo, mas foi pouco correlacionada linearmente com os demais atributos analisados. No sistema AC verificou-se que os atributos produtividade, argila, areia, Cu e Índice de Cone 0- 20 cm apresentaram forte dependência espacial. Os demais atributos apresentaram fraca e moderada dependência espacial. Para o sistema AP, o atributo Cu apresentou forte dependência espacial e os demais atributos apresentaram baixa ou moderada dependência espacial. Com exceção do Zn, todos os atributos estudados estavam em nível de disponibilidade suficientes ao desenvolvimento da cultura, fato este que influenciou a produtividade de AP para que não fosse significativamente superior a AC. A produtividade média interpolada foi praticamente a mesma para ambos os sistemas, sendo que na maior parte da área (59,7%) AP apresentou maior produtividade que AC.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernando.pdf: 1254221 bytes, checksum: 741e9fc4768462bb7fd91bdbf5e81c45 (MD5) Previous issue date: 2011-06-01 / The fundamental principles of precision agriculture are to increase crop productivity and to maintain agricultural sustainability through the use of fertilizer material on a variable rate, unlike the conventional farming, which uses values based on the average use of inputs. The aim of this study was to make a comparison between conventional farming (AC) and precision farming (AP), taking into account the chemical attributes available in the soil and its physical characteristics. The experiment was conducted in an area of 19.63 ha, in Cascavel, Paraná. Three bands were defined for conventional agriculture and three for precision agriculture. To create theme maps, kriging was used as interpolator, and the spatial dependence data were evaluated through semivariograms. Soybean yield was highly correlated with K in both cropping systems, but was lightly correlated with the remaining attributes evaluated. In AC it was found that the attributes yield, clay, sand, Cu, and cone index 0-20 cm showed strong spatial dependence. The remaining attributes presented weak and moderated spatial dependence. For the AP system, Cu presented strong spatial dependence. With exception to Zn, all the evaluated attributes were in availability levels for soy development, and this fact influenced the AP yield not to be significantly higher than AC. The interpolated yield mean was virtually the same for both systems, and in most of the area (59,7%) AP showed higher productivity than AC. / Os princípios fundamentais da agricultura de precisão (AP) são o aumento da produtividade das culturas e a manutenção da sustentabilidade agrícola, por meio do uso de aplicação de insumos a taxa variável, ao contrário do cultivo convencional, que utiliza valores médios para aplicação de insumos. O objetivo deste trabalho foi comparar o sistema de cultivo convencional (AC) e AP, levando em consideração os atributos químicos disponíveis no solo, suas características físicas e a produtividade de Soja. O experimento foi realizado em uma área de 19,63 ha, no município de Cascavel, Paraná, sendo definidas três faixas (curvas de nível) para AC e três para AP. Realizou-se coletas para análise química do solo, macro e microporosidade e densidade do solo em toda a área. Na soja foi feita a avaliação de produtividade. Para criação de mapas temáticos foi utilizada a krigagem como interpolador, sendo avaliada a dependência espacial dos dados por meio do semivariograma. A produtividade da soja teve alta correlação com o K nos dois sistemas de cultivo, mas foi pouco correlacionada linearmente com os demais atributos analisados. No sistema AC verificou-se que os atributos produtividade, argila, areia, Cu e Índice de Cone 0- 20 cm apresentaram forte dependência espacial. Os demais atributos apresentaram fraca e moderada dependência espacial. Para o sistema AP, o atributo Cu apresentou forte dependência espacial e os demais atributos apresentaram baixa ou moderada dependência espacial. Com exceção do Zn, todos os atributos estudados estavam em nível de disponibilidade suficientes ao desenvolvimento da cultura, fato este que influenciou a produtividade de AP para que não fosse significativamente superior a AC. A produtividade média interpolada foi praticamente a mesma para ambos os sistemas, sendo que na maior parte da área (59,7%) AP apresentou maior produtividade que AC.

O conhecimento da condutividade hidráulica do solo é essencial para qualquer modelagem que envolva o movimento da água no solo. Além de variar com a umidade, a condutividade hidráulica do solo (K) apresenta alta variabilidade espacial, tanto em determinações no campo como no laboratório, podendo ser representada em função da umidade (θ) ou do potencial matricial (ψm). Conforme indica a Lei de Poiseuille, a condutância de poros individuais é altamente sensível ao seu diâmetro. Como a distribuição dos diâmetros de poros de um solo é descrita pela sua curva de retenção e o maior poro que contém água define o potencial matricial, a hipótese do presente trabalho é que, expressando-se K para um θ fixo, sua variabilidade é maior que para um ψm fixo. Para testar tal hipótese, foi conduzido um experimento empregando-se o método do perfil instantâneo sem evaporação (durante 1050 horas) e com evaporação (durante 401 horas) em períodos diferentes, obtendo-se a condutividade hidráulica não saturada em 48 baterias distanciadas de 1 m entre si e dispostas em linha reta em um Latossolo Vermelho-amarelo, dentro do Campus da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP em Piracicaba/SP. Os valores de potencial matricial foram obtidos por tensiometria em cinco profundidades (de 0,075 a 0,675 m) para cada bateria e transformados em umidade por curvas de retenção determinadas próximas a cada bateria. Os dados foram processados conforme procedimento padrão. O experimento com evaporação permitiu a obtenção nas camadas mais superficiais de valores de condutividade hidráulica em uma faixa de umidade abaixo daquela obtida no experimento sem evaporação. Os valores estimados de K(θ) e de K(ψ) foram submetidos à análise estatística descritiva e, após a verificação da não normalidade dos dados, foram submetidos à transformação logarítmica para a normalização da densidade de distribuição. Com a comprovação da não normalidade dos dados procedeu-se à estimativa do coeficiente de variação do logaritmo da condutividade hidráulica, observando-se menor variabilidade de K(ψ) do que K(θ), na maioria dos casos, sustentando a hipótese desta tese. Na faixa de umidade avaliada, o coeficiente de variação dos valores de condutividade hidráulica aumentou com a umidade e com o potencial matricial. / The knowledge of the soil hydraulic conductivity is essential to modeling soil water movement. Soil hydraulic conductivity (K) varies with water content and has a high spatial variability as well, either in field or in laboratory determinations. It can be represented as a function of water content (θ) or pressure head (ψm). According to Poiseuille´s Law, the conductance of individual pores is strongly dependent on their diameters. Pore size distribution in a soil is described by its water retention curve, and the largest water containing pore defines pressure head. Therefore, the hypothesis of the present study is that if K is expressed at a fixed θ value, its variability is higher than if expressed at a fixed ψm value. With the purpose of testing the hypothesis, an experiment was carried out using the instantaneous profile method without evaporation (for 1050 hours) and with evaporation (for 401 hours) in different periods. The soil hydraulic conductivity was estimated at 48 locations, 1 m distant from each other on a straight line in a Typic Hapludox soil at the ESALQ/USP campus in Piracicaba/SP - Brazil. Pressure heads were obtained through tensiometry in five depths (from 0,075 to 0,675 m) and transformed in water contents by water retention curves determined close to each location. Data were processed by standard routines. The test with evaporation allowed the soil hydraulic conductivity estimation in surface layers at water contents lower than in the test without evaporation. The estimated values for K(θ) and K(ψ) were submitted to a descriptive analysis, and normalized by a log-transformation. As the density distribution was lognormal, the coefficient of variation was estimated to the log-transformed K values, and it was observed that in most cases the K(ψ) variability was less than the K(θ), in agreement with the hypothesis of this study. The coefficient of variation of the K values increased with the water content and the matric potential within the range of water contents evaluated.