Variações espectrais em solos submetidos à aplicação de torta de filtro

Este trabalho teve por objetivo avaliar as alterações nas curvas espectrais de solos submetidos à aplicação da torta de filtro. Foi usado um espectrorradiômetro operando na faixa espectral entre 450 e 2.500 nm, em condições de laboratório. Amostras de quatro classes de solos, Latossolo Vermelho distrófico típico (LVd), Latossolo Vermelho distróférrico típico (LVdf), Argissolo Vermelho distrófico típico(PVd) e Cambissolo Háplico alumínico típico (CXa) foram subdivididas em subamostras que receberam tratamentos equivalentes a 0, 40 e 80 t ha-1 de torta de filtro, subproduto da produção de açúcar e álcool. A reflectância espectral dessas amostras foi obtida pelo espectrorradiômetro FieldSpec. A alteração da reflectância do solo com a aplicação da torta de filtro mostrou-se mais evidente nos solos arenosos, proporcionando redução na curva espectral com aumento da dose aplicada por causa do elemento matéria orgânica. Para o LVd, a intensidade de reflectância aumentou com a aplicação de torta de filtro, atribuída, nesse caso, ao Ca, cuja refletividade mascarou o efeito da matéria orgânica.

Comportamento espectral dos solos na paisagem a partir de dados coletados por sensores terrestre e orbital

Parte da variabilidade dos índices de produção agrícola está associada com as características do solo e da paisagem. Dessa forma, práticas de manejo, como a adubação, devem levar em consideração esta variabilidade. O sensoriamento remoto é uma ferramenta que pode fornecer, de maneira rápida, informações para o manejo do solo, pois relaciona a radiação eletromagnética com os atributos do solo. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento espectral, em dois níveis de aquisição de dados (terrestre e orbital), de diferentes classes de solos ao longo de toposseqüências na região de São Carlos e Ibaté, SP. Para isso, amostras de terra georreferenciadas foram coletadas em 319 pontos, em três profundidades. Em seguida, obtiveram-se os dados radiométricos em laboratório, na faixa espectral entre 450 e 2.500 nm. Os mesmos locais amostrados na camada superficial, no campo, foram avaliados na imagem de satélite. A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) teores de areia grossa, argila e matéria orgânica, e cor tiveram relação com a reflectância dos solos; (b) ao longo das vertentes ocorrem variações nos dados espectrais dos solos; e (c) solos da mesma ordem taxonômica, porém com classes texturais diferentes, apresentam diferentes comportamentos espectrais, podendo ser discriminados por sensoriamento remoto.

Potencial de uso do modelo century e sig para avaliar o impacto da agricultura sobre estoques regionais de carbono orgânico do solo

O uso e as mudanças no uso e manejo dos solos figuram entre os principais fatores determinantes dos estoques de carbono orgânico do solo (COS). A modelagem dinâmica espacialmente explícita é uma técnica que vem sendo usada com sucesso em avaliações das alterações nos estoques regionais de COS. Assim, este trabalho objetivou utilizar o modelo Century associado a técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto para avaliar os efeitos das alterações do uso agrícola e manejo do solo na dinâmica do carbono orgânico do solo (COS) em propriedades rurais do Distrito Santana, Ijuí - RS. Para isso, foi criada uma base de dados geoespaciais em ambiente ArcGis9.x com os planos temáticos: solos, elementos da paisagem e início do uso agrícola. Após reconstituídos os cenários históricos de manejo, o modelo Century 4.0 foi inicializado com dados edafoclimáticos locais, calibrado em duas etapas e validado, obedecendo-se à seguinte ordem: calibração principal - validação - calibração para generalizações. Na calibração principal, foram ajustados parâmetros internos do modelo, valendo-se da adição de carbono (C) pelo milho, trigo e soja e dos estoques de COS medidos em 2007 na camada de 0 a 20 cm da mata nativa e de uma lavoura adjacente, cuja conversão ocorreu entre 1901 e 1930 (lavoura mais antiga, localizada na área 1), sob Latossolo de topo. Em seguida, o Century, assim ajustado, foi estatisticamente validado com base em dados observados em 10 lavouras iniciadas em diferentes épocas, sob a mesma classe de solo e posição na paisagem, amostradas em 2007 na camada de 0 a 20 cm e distribuídas em quatro áreas homogêneas (áreas 1, 2, 3 e 4) dentro do Distrito Santana. Na calibração para generalizações, foram criadas quatro opções de "floresta subtropical" para representar a mata nativa de cada classe de solo em estudo (Latossolo, Chernossolo, Neossolo Regolítico e Neossolo Flúvico), a partir da opção de floresta tropical gerada na etapa de calibração principal, mantendo-se os ajustes já realizados naquela etapa e alterando apenas o parâmetro referente à máxima produção bruta mensal de biomassa pela floresta para que a variável de saída SOMTC (COS simulado) se estabilizasse, após o modelo ser executado por 3.000 anos (execução de equilíbrio), coincidindo com os estoques de COS medidos no solo sob vegetação nativa respectiva de cada classe de solo; em seguida, procedeu-se às simulações correspondentes a 54 unidades de simulação (US), por meio da interface i-Century, nas condições de solos cultivados com os cenários de manejo históricos (de 1901 até 2007). O Century, depois de calibrado, estimou adequadamente a dinâmica do C, reproduzindo a evolução dos estoques de COS ocorrida no Distrito Santana. Segundo essas estimativas, a adoção de práticas conservacionistas de manejo garante a redução das perdas de C causadas pelo processo erosivo e decomposição microbiana, havendo com isso aumento no estoque de COS.

Mapeamento digital de atributos: granulometria e matéria orgânica do solo utilizando espectroscopia de de reflectância difusa

A espectroscopia de reflectância difusa (ERD) pode ser utilizada como alternativa para quantificação de atributos como granulometria e matéria orgânica do solo (MOS). Essa técnica pode ser opção para quantificar esses atributos em grande volume de amostras de solos, visto ser rápida, com menor custo e sem a geração de resíduos químicos. O objetivo deste estudo foi desenvolver modelos usando análise de regressão linear múltipla para predizer o teor de argila, areia, silte e MOS, utilizando dados de ERD em uma área de relevo e geologia complexa localizada na região central do Rio Grande do Sul. No estudo, foram utilizadas 303 amostras coletadas na profundidade de 0,00-0,20 m para determinar os teores de argila, areia, silte e MOS por meio da análise laboratorial e de reflectância espectral. O desempenho dos modelos de predição apresentaram bons resultados, com capacidade de explicação da variância de 77 e 72 % para areia e argila, respectivamente. Mesmo com a complexidade geológica e pedológica, os resultados evidenciaram que a técnica é promissora, sendo possível a aplicação dessa técnica para predição da granulometria e teor de MOS.

Espectros Vis-NIR do Solo e Fuzzy K-Médias Aplicados na Delimitação de Unidades de Mapeamento de Solos em Topossequências

RESUMO O conhecimento dos solos é cada vez mais importante para que o uso dele seja realizado corretamente na agropecuária, no crescimento urbano, na conservação dos recursos naturais, entre outros. Entretanto, verifica-se carência de profissionais qualificados para a caracterização e os mapeamentos pedológicos, particularmente em escalas de maior detalhamento. Essa carência, aliada aos avanços das ferramentas computacionais e do sensoriamento remoto, promoveu o surgimento do Mapeamento Digital de Solos (MDS), que busca auxiliar e agilizar as atividades de levantamento pedológico. Assim, este trabalho objetivou desenvolver uma metodologia de delimitaçao de unidades de solos em topossequências por meio do comportamento espectral dos solos no comprimento de onda do Visível-Infravermelho Próximo (Vis-NIR). A metodologia espectral consistiu na obtenção das curvas espectrais dos solos por meio do espectrorradiômetro FieldSpecPro e da redução do número de informações espectrais por meio da análise de Componentes Principais, seguida de agrupamento das amostras mediante método fuzzy k-médias. Foram selecionadas cinco topossequências com pontos equidistantes de 30 m para caracterizar as classes de solos e amostragens. Foram descritas oito classes de solos distintas, que tiveram caracterização detalhada e classificação em perfis pedológicos. No restante dos pontos, a caracterização das classes de solos foi feita com base na classificação dos solos realizada nos perfis pedológicos, com coleta de amostras por meio de tradagens nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,80-1,00 m, perfazendo o total de 162 amostras ao longo das cinco topossequências. As amostras foram analisadas pelas metodologias convencional e espectral, para que os resultados pudessem ser comparados e avaliados. Dessa forma, foram realizadas análises morfológicas, físicas (textura) e químicas nas amostras de solo. Das cinco topossequências estudadas, os resultados foram satisfatoriamente semelhantes; alguns solos não foram perfeitamente individualizados pela metodologia espectral, em razão da grande semelhança em seus comportamentos espectrais, como demonstrado pelo Latossolo Vermelho Férrico e Nitossolo Vermelho Férrico. A metodologia espectral foi capaz de diferenciar solos com resposta espectral distinta e estabelecer limites nas topossequências, apresentando grande potencial para ser implementada em levantamentos pedológicos.

ÍNDICE DE VEGETAÇÃO POR DIFERENÇA NORMALIZADA E PRODUTIVIDADE DE CULTIVARES DE TRIGO SUBMETIDAS A DOSES DE NITROGÊNIO

RESUMO O manejo da adubação nitrogenada na cultura do trigo tem se evidenciado fator limitante à produtividade da cultura na Região Sul do Brasil, e a utilização de novas técnicas como o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) pode auxiliar na estimativa do potencial produtivo da cultura e, consequentemente, na determinação da adubação nitrogenada. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso do NDVI, obtido por sensores passivo e ativo, como ferramenta para estimar a produtividade de grãos de cultivares de trigo submetidas a doses de nitrogênio. O experimento foi conduzido em Guarapuava, PR, em blocos ao acaso, seguindo o esquema fatorial 4 × 5, com quatro cultivares e cinco doses de N. As avaliações realizadas compreenderam leituras de NDVI, matéria seca (MS) de parte aérea, nos estádios fenológicos de afilhamento, emborrachamento e florescimento, teor foliar de N e produtividade de grãos. Nas leituras de NDVI, constataram-se diferenças significativas entre cultivares em todos os estádios fenológicos e doses, assim como entre as doses e os estádios fenológicos, para ambos os sensores. Verificaram-se efeito da MS e do teor foliar de N nas leituras de NDVI, sendo possível gerar modelos para a estimativa desses atributos com base no NDVI e, ainda, estimar a produtividade no início de desenvolvimento da cultura.

Cronologia e impacto ambiental do uso da terra na Microbacia Hidrográfica do Ceveiro, em Piracicaba, SP

Este trabalho objetivou avaliar a cronologia e o impacto ambiental do uso da terra na Microbacia Hidrográfica do Ceveiro (MHC), nos anos de 1962, 1965, 1978 e 1995. Utilizou-se a fotointerpretação e geoprocessamento, o que permitiu uma rápida e eficiente integração entre os dados levantados. Os solos da área são basicamente Litossolos e Podzólicos Vermelho-Amarelos. A cultura anual, que em 1965 chegou a ocupar 42% da área da microbacia, em 1995 ocupava 0,15%. Nesse mesmo período, o plantio da cana-de-açúcar passou de 16% para 66%, sendo esta cultura a principal causa da diminuição das culturas anuais na microbacia. O maior aumento do plantio da cana-de-açúcar ocorreu de 1978 a 1995, caracterizando, assim, a influência dos incentivos governamentais para o seu cultivo. As pastagens e os reflorestamentos também contribuíram para a expansão do plantio da cana-de-açúcar, com uma diminuição em área de 48% das pastagens e 42% do reflorestamento. As áreas de mata nativa e urbana apresentaram um aumento de 1962 a 1995. O impacto ambiental na MHC tem como indicador a represa da Vila de Artemis, que, de 1978 a 1995, diminuiu sua área em 50%, em decorrência do assoreamento.

Avaliação espectral de solos desenvolvidos em uma toposseqüência de diabásio e folhelho da região de Piracicaba, SP

Este trabalho teve como objetivo estudar as alterações de solosdesenvolvidos numa toposseqüência composta por diabásio e folhelho (Piracicaba, SP), e sua relação com os dados espectrais. Ocorrem na toposseqüência os solos Latossolo Roxo (LR), Latossolo Vermelho-Escuro (LE), Podzólico Vermelho-Escuro (PE), Litossolo (Li) e Aluvial (Al) dos quais foram coletadas amostras a três profundidades. Foram obtidos dados de reflectância bidirecional dessas amostras em laboratório com espectrorradiômetro na faixa de 350 a 2.500 nm. As alterações da reflectância das amostras de solo das camadas superficiais e subsuperficiais foram relacionadas às diferenças nos teores de matéria orgânica e argila, que foram parâmetros importantes na caracterização espectral dos solos. Ao longo da toposseqüência, ocorreram alterações nas características dos solos, principalmente nos teores de ferro e silte e na mineralogia, que influenciaram nos dados espectrais. Os solos desenvolvidos de diabásio apresentaram altos teores de ferro, o que refletiu em concavidades mais acentuadas nas curvas espectrais em 850 nm, e intensidades de reflectância menores, ao contrário dos solos desenvolvidos de folhelho. A reflectância do PE apresentou-se mais intensa do que o LR e LE. Os solos menos intemperizados Li e Al apresentaram intensidades de reflectância mais elevadas que os mais intemperizados, LR e LE.

Resposta espectral de solos em razão do ângulo de visada, da umidade e da rugosidade superficial

Este trabalho teve por objetivo avaliar as variações do fator de refletância bidirecional (FRB) de três séries de solo (McAllister, Stronghold e Epitaph) da microbacia experimental de Walnut Gulch (Arizona, EUA) em razão do ângulo de visada, da rugosidade superficial e do teor de umidade. Foram consideradas as faixas espectrais do visível e do infravermelho próximo e médio presentes no sensor TM, e os resultados foram expressos em termos de FRB em relação à resposta no Nadir (FRB relativo). O anisotropismo variou de solo para solo e foi maior nas menores faixas espectrais, nos ângulos de visada maiores localizados na direção do retroespalhamento, nos ângulos solar-zenitais maiores, e na condição de solo seco. No solo Epitaph (único solo submetido ao estudo de rugosidade) o anisotropismo foi também maior na superfície mais rugosa. Entretanto, uma melhor diferenciação entre as superfícies lisa e rugosa do solo Epitaph foi obtida na direção do espalhamento da energia refletida. Diferenças na escala e nos métodos de obtenção dos dados são apontadas como causas do realce do comportamento anisotrópico dos dados obtidos em condições de laboratório, em comparação com os dados de campo.

Caracterização espectral de Paspalum notatum em diferentes níveis de adubação nitrogenada

As propriedades espectrais da vegetação podem ser utilizadas para o monitoramento das condições de crescimento da vegetação ao longo do ano, assim como a estimativa da produtividade das espécies, por meio de técnicas de sensoriamento remoto. Para tanto, é necessário, primeiramente, caracterizar espectralmente as espécies que compõem a vegetação de um ecossistema. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a reflectância do Paspalum notatum Flügge var. notatum crescendo em diferentes níveis de adubação nitrogenada. Foi realizado um experimento de campo na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (30º5'22'' S e 51º39'8'' W), utilizando-se um espectrorradiômetro portátil, em parcelas de P. notatum adubadas com 0, 200 e 400 kg ha-1 de N. A resposta espectral do P. notatum foi alterada pelas variações na quantidade de biomassa do dossel, provocadas por diferenças nos níveis de adubação nitrogenada. Os aumentos na quantidade de biomassa provocaram diminuição da reflectância na porção visível do espectro e aumento na porção infravermelho, o que mostra que a análise da reflectância é um bom indicador das mudanças que ocorrem em um dossel.

Determinação indireta do teor de hematita no solo a partir de dados de colorimetria e radiometria

A cor do solo é uma propriedade que deriva de alguns atributos do próprio solo, entre eles, do teor de óxidos de ferro. Desse modo, o estabelecimento de relações funcionais entre dados referentes à caracterização da cor e teores de óxidos de ferro apresenta-se como uma alternativa simples e rápida para a semiquantificação dos teores dos referidos óxidos. O objetivo do presente trabalho foi semiquantificar os teores de hematita na fração argila, em laboratório, a partir da avaliação automatizada das cores de amostras de solos do Estado de São Paulo, utilizando um colorímetro e um espectrorradiômetro. Os dados obtidos por radiometria serviram de base para a determinação da cor nos sistemas L*a*b* e Munsell, bem como para o cálculo de índices de avermelhamento (IAVs). Os IAVs apresentaram dependência funcional dos teores de hematita e foram as melhores relações verificadas com os índices determinados a partir de cores no sistema L*a*b*. Modelos exponenciais, baseados em dados obtidos por sensores, mostram-se adequados na predição dos teores de hematita.

Análise espectral e temporal da cultura do café em imagens Landsat

A definição da resposta espectral da cultura do café é uma das etapas na identificação de lavouras cafeeiras em imagens de satélites de sensoriamento remoto, para fins de mapeamento e estimativa de área plantada. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial das imagens adquiridas pelos satélites da série Landsat, no mapeamento da cultura do café para a previsão de safras. Foi feita uma análise temporal do comportamento espectral de lavouras de café-formação e café-produção por meio de imagens livres de nuvens adquiridas nos anos de 1999 e 2001. Também foi analisado o comportamento espectral das classes pastagem e mata, que compõem os alvos de maior ocupação na área de estudo. As imagens do período seco foram mais eficientes no mapeamento de lavouras de café-formação e café-produção. As imagens da banda 4 dos dois sensores apresentaram melhor diferenciação espectral entre café e os demais alvos da cena. A reflectância do café-produção apresentou grande variabilidade entre lavouras, que pode ser atribuída à idade, espaçamento de plantas, cultivar, indicando a necessidade de trabalho em campo para a correta identificação das lavouras de café nas imagens Landsat.

Comparação de dados dos satélites Ikonos-II e Landsat/ETM+ no estudo de áreas cafeeiras

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do aumento da resolução espacial e radiométrica da imagem pancromática do Ikonos-II na identificação de plantios de café (Coffea arabica), em comparação com as imagens do Landsat/ETM+. A área de estudo está localizada no Município de Pedregulho, SP, onde foram selecionados 50 talhões com plantios de café, e foram levantados dados referentes à altura, idade, espaçamento e variedade de cada talhão. As imagens permitiram a identificação de talhões com características diferentes em campo, tendo-se destacado a imagem do Ikonos-II, que apresentou melhor desempenho. Para os talhões com características iguais em campo, as imagens analisadas não se mostraram eficientes, independentemente do satélite utilizado. As correções atmosféricas e radiométricas, na imagem do Ikonos-II, não proporcionaram ganho efetivo nas análises realizadas. A maioria dos talhões identificados na imagem do Ikonos-II pode ser localizada na imagem do Landsat/ETM+ (68%). A correlação significativa entre a banda 4 do Landsat/ETM+ e o canal pancromático do Ikonos-II indica uma forma de ligação entre as imagens dos dois satélites.

Imagens do sensor MODIS associadas a um modelo agronômico para estimar a produtividade de soja

O objetivo deste trabalho foi estimar a produtividade de soja no Rio Grande do Sul, nas safras de 2000/2001 a 2002/2003, por meio de um modelo agronômico implementado em um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Duas abordagens foram utilizadas: o modelo agronômico (AGRO), com valores de índice de área foliar (IAF) obtidos da literatura; e o modelo agronômico-espectral (AGROESPEC), com valores de IAF estimados a partir das imagens MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer). As estimativas de produtividade obtidas pelo modelo foram comparadas àquelas fornecidas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), com o uso do teste t para pares de observação. Nas safras 2000/2001 e 2001/2002, não foram observadas diferenças significativas. Para 2002/2003, o modelo subestimou o valor de produtividade em 7,87 e 7,04%, nas abordagens AGRO e AGROESPEC, respectivamente, em comparação à produtividade fornecida pelo IBGE. Ambas as abordagens do modelo permitiram avaliação objetiva e quantitativa do efeito das condições meteorológicas sobre a produtividade de soja. Entretanto, o AGROESPEC forneceu estimativas mais detalhadas, no que se refere à variação espacial da produtividade, em razão do emprego dos valores de IAF estimados a partir das imagens MODIS.

Painel amostral para estimativa de áreas agrícolas

O objetivo deste trabalho foi desenvolver metodologia que integre sensoriamento remoto e sistema de informações geográficas (SIG) para criar um painel amostral e alocar segmentos regulares por meio de um sistema de amostragem aleatória estratificada. Diferentes estratos foram obtidos por meio da classificação de imagens de satélite. Em cada estrato foi realizado sorteio para a seleção dos segmentos amostrais, os quais foram visitados para delimitar as diversas culturas e estimar a área. Na estimativa da área plantada por cultura, para toda a região, utilizou-se o estimador por expansão direta por meio de um procedimento semi-automático. A metodologia reduziu tanto a subjetividade do percentual da área agrícola estimada no estrato, quanto o tempo de construção do painel amostral.