Soil amendment and slow release fertilizer preparation from castor meal.

2008

Développement, crises et adaptation des territoires du soja au Mato Grosso: l'exemple de Sorriso.

A expansão da cultura da soja no sul da Amazônia Brasileira na década de 1990 permitiu a emergência de novos territórios integrados a "economia mundial" depois da fase pioneira das décadas de 1970 e 1980. Mas, a queda dos preços, a "ferrugem asiática" (doença da soja), a variabilidade climática e as tensões ambientais levaram o setor agrícola a uma crise profunda entre 2004 e 2007. Esta crise demonstrou os limites deste modelo de desenvolvimento bem ilustrado pelo município de Sorriso (maior produtor de soja do Brasil). Os produtores procuram agora aproveitar as lições aprendidas a partir dos fracassos do passado e adaptar-se as novas normas impostas pela sociedade civil e os mercados internacionais (certificação ambiental, aplicação do código florestal, dentre outros). Vários esforços estão sendo realizados para intensificar e diversificar as produções, principalmente através da cultura do milho e do algodão. Enfim, projetos locais de desenvolvimento sustentável baseados na educação ambiental e sensibilização ao reflorestamento estão sendo criados. Isto comprova a vontade de parte dos atores locais de mudar o padrão de desenvolvimento da região.

Lessons from the Terra Preta de Índios of the Amazon region for the utilisation of charcoal for soil amendment.

Neste trabalho faz-se a divulgação do potencial de carvões e resíduos orgânicos parcialmente carbonizados visando obter materiais que mimetizam a matéria orgânica do solo das Terras Pretas de Índio da Amazônia, e que sirvam como condicionadores de solo e seqüestrem carbono de forma recalcitrante e reativa. Pesquisas desenvolvidas por grupos brasileiros e estrangeiros têm contribuído para o entendimento do surgimento e utilização das Terras Pretas de Índio da Amazônia. Aqui são divulgados resultados de estudos químicos no sentido do desenvolvimento do conhecimento científico e tecnológico e de inovação no aproveitamento de subprodutos orgânicos, principalmente de indústrias de biocombustíveis, carvão vegetal metalúrgico e outros, buscando imitar a excelente performance da chamada Terras Pretas de Índio da Amazônia.

O "grupo gestor" como forma de participação de produtores rurais na identificação de demandas de inovações tecnico-científicas para a agricultura familiar.

2009

Enfoque da estatística espacial em modelos dinâmicos de mudança do uso do solo.

O atual nível das mudanças uso do solo causa impactos nas mudanças ambientais globais. Os processos de mudanças do uso e cobertura do solo são processos complexos e não acontecem ao acaso sobre uma região. Geralmente estas mudanças são determinadas localmente, regionalmente ou globalmente por fatores geográficos, ambientais, sociais, econômicos e políticos interagindo em diversas escalas temporais e espaciais. Parte desta complexidade é capturada por modelos de simulação de mudanças do uso e cobertura do solo. Uma etapa do processo de simulação do modelo CLUE-S é a quantificação da influência local dos impulsores de mudança sobre a probabilidade de ocorrência de uma classe de uso do solo. Esta influência local é obtida ajustando um modelo de regressão logística. Um modelo de regressão espacial é proposto como alternativa para selecionar os impulsores de mudanças. Este modelo incorpora a informação da vizinhança espacial existente nos dados que não é considerada na regressão logística. Baseado em um cenário de tendência linear para a demanda agregada do uso do solo, simulações da mudança do uso do solo para a microbacia do Coxim, Mato Grosso do Sul, foram geradas, comparadas e analisadas usando o modelo CLUE-S sob os enfoques da regressão logística e espacial para o período de 2001 a 2011. Ambos os enfoques apresentaram simulações com muito boa concordância, medidas de acurácia global e Kappa altos, com o uso do solo para o ano de referência de 2004. A diferença entre os enfoques foi observada na distribuição espacial da simulação do uso do solo para o ano 2011, sendo o enfoque da regressão espacial que teve a simulação com menor discrepância com a demanda do uso do solo para esse ano.

Isolation and selection of filamentous fungi from petroleum contaminated soil.

2011

Biomassa radicular fina em fragmentos da Mata Atlântica fluminense.

A escassez de estudos empíricos dos sistemas radiculares limita a precisão das predições relativas à economia de carbono, pois eles representam até 55% da biomassa florestal. Somente as raízes finas (diâmetro <2 mm) respondem por cerca de um terço da produção primária líquida dos ecossistemas terrestres. A hipótese de que a maior disponibilidade de água e nutrientes no solo reduz a alocação de biomassa nas raízes tem sido contestada na literatura cientifica tanto em relação às raízes finas (BRF) como a toda biomassa radicular. Avaliou-se aqui a correlação (Pearson) entre BRF e variáveis edáficas até 10 cm de profundidade em seis fragmentos florestais (48 amostras.fragmento.estação-1) na Baixada Litorânea Fluminense, nas estações de seca e de chuvas. Os solos apresentaram diferentes níveis de fertilidade. A BRF média geral foi de 641 g.m-2 (florestas similares = 140?1040 g.m-2). As médias de BRF obtidas no período chuvoso ou na várzea foram significativamente mais elevadas. Foram detectadas correlações positivas e significativas de BRF com Ca + Mg, K, P e N. Os resultados não respaldam a hipótese de redução da BRF em resposta ao aumento de água e nutrientes do solo.

The influence of brazilian soils properties in Americium sorption.

Although some radioecological studies have been accomplished in Brazilian soils supplying useful information to optimization of emergency planning actions in rural areas and to the management of soils contaminated by 137Cs, 60Co and 90Sr, few studies were made with transuranic elements in tropical agricultural areas. The different scenarios found in Brazilian agricultural environments enhance the importance of studying the biogeochemical behavior of radionuclides in representative soils. The objective of this work was to determine the mobility of 241Am in 3 different Brazilian agricultural soils evaluating migration with depth and Kd values for 241Am and the effect of organic amendments on this behavior. A strong effect of organic amendments on mobility of americium could be observed. The values of Kd obtained in all studied tropical soils were however smaller than those found in European soils and from those recommended by IAEA to be used as default values in the absence of regional data. This result reinforces the vulnerability of some tropical soils to a contamination, emphasizing the need to use of regional values.

Fragilidade ambiental da bacia hidrográfica do rio Almada - Bahia.

Esta pesquisa teve como objetivo a realização de um diagnóstico da fragilidade ambiental da Bacia Hidrográfica do Rio Almada, Bahia, Brasil. Para tanto, foi realizada a caracterização da área de estudo, com base em dados primários e pré-existentes; elaboração do mapa de solo - a partir da interpretação da paisagem e de sessenta perfis de solo distribuídos na bacia, além de análises físicas e químicas em trinta perfis e análises mineralógicas em amostras representativas; determinação do grau de fragilidade ambiental. O mapa de fragilidade ambiental foi obtido a partir da integração das características climática, substrato rochoso, declividade, solo e uso e ocupação do solo, por meio de álgebra de mapas em ambiente de Sistema de Informação Geográfica (SIG) na escala de 1:100.000, sendo classificado em cinco graus de fragilidade, assim identificadas: muito baixo, baixo, médio, alto e muito alto. As maiores fragilidade incluem as áreas urbanas, os sedimentos arenosos expostos na zona de praia, manguezais e bolsões degradados da planície costeira localizados na porção leste e as áreas de pastagem e solo exposto nas porções oeste da bacia. Nas classes que apresentaram fragilidade baixa estão incluídos as rochas do embasamento cristalino, recobertas pela floresta de mata atlântica e da cabruca.

Field-oriented assessment of agricultural crops through temporal segmentation of modis VI data.

Monitoring agricultural crops constitutes a vital task for the general understanding of land use spatio-temporal dynamics. This paper presents an approach for the enhancement of current crop monitoring capabilities on a regional scale, in order to allow for the analysis of environmental and socio-economic drivers and impacts of agricultural land use. This work discusses the advantages and current limitations of using 250m VI data from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) for this purpose, with emphasis in the difficulty of correctly analyzing pixels whose temporal responses are disturbed due to certain sources of interference such as mixed or heterogeneous land cover. It is shown that the influence of noisy or disturbed pixels can be minimized, and a much more consistent and useful result can be attained, if individual agricultural fields are identified and each field's pixels are analyzed in a collective manner. As such, a method is proposed that makes use of image segmentation techniques based on MODIS temporal information in order to identify portions of the study area that agree with actual agricultural field borders. The pixels of each portion or segment are then analyzed individually in order to estimate the reliability of the temporal signal observed and the consequent relevance of any estimation of land use from that data. The proposed method was applied in the state of Mato Grosso, in mid-western Brazil, where extensive ground truth data was available. Experiments were carried out using several supervised classification algorithms as well as different subsets of land cover classes, in order to test the methodology in a comprehensive way. Results show that the proposed method is capable of consistently improving classification results not only in terms of overall accuracy but also qualitatively by allowing a better understanding of the land use patterns detected. It thus provides a practical and straightforward procedure for enhancing crop-mapping capabilities using temporal series of moderate resolution remote sensing data.

Detecting outliers and asserting consistency in agriculture ground truth information by using temporal VI data from modis.

Collecting ground truth data is an important step to be accomplished before performing a supervised classification. However, its quality depends on human, financial and time ressources. It is then important to apply a validation process to assess the reliability of the acquired data. In this study, agricultural infomation was collected in the Brazilian Amazonian State of Mato Grosso in order to map crop expansion based on MODIS EVI temporal profiles. The field work was carried out through interviews for the years 2005-2006 and 2006-2007. This work presents a methodology to validate the training data quality and determine the optimal sample to be used according to the classifier employed. The technique is based on the detection of outlier pixels for each class and is carried out by computing Mahalanobis distances for each pixel. The higher the distance, the further the pixel is from the class centre. Preliminary observations through variation coefficent validate the efficiency of the technique to detect outliers. Then, various subsamples are defined by applying different thresholds to exclude outlier pixels from the classification process. The classification results prove the robustness of the Maximum Likelihood and Spectral Angle Mapper classifiers. Indeed, those classifiers were insensitive to outlier exclusion. On the contrary, the decision tree classifier showed better results when deleting 7.5% of pixels in the training data. The technique managed to detect outliers for all classes. In this study, few outliers were present in the training data, so that the classification quality was not deeply affected by the outliers.

Supporting land use change modelling with automated monitoring of land use dynamics in the La Plata River Basin.

2008

Comparison of multitemporal MODIS-EVI smoothing algorithms and its contribution to crop monitoring.

Crop monitoring and more generally land use change detection are of primary importance in order to analyze spatio-temporal dynamics and its impacts on environment. This aspect is especially true in such a region as the State of Mato Grosso (south of the Brazilian Amazon Basin) which hosts an intensive pioneer front. Deforestation in this region as often been explained by soybean expansion in the last three decades. Remote sensing techniques may now represent an efficient and objective manner to quantify how crops expansion really represents a factor of deforestation through crop mapping studies. Due to the special characteristics of the soybean productions' farms in Mato Grosso (area varying between 1000 hectares and 40000 hectares and individual fields often bigger than 100 hectares), the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data with a near daily temporal resolution and 250 m spatial resolution can be considered as adequate resources to crop mapping. Especially, multitemporal vegetation indices (VI) studies have been currently used to realize this task [1] [2]. In this study, 16-days compositions of EVI (MODQ13 product) data are used. However, although these data are already processed, multitemporal VI profiles still remain noisy due to cloudiness (which is extremely frequent in a tropical region such as south Amazon Basin), sensor problems, errors in atmospheric corrections or BRDF effect. Thus, many works tried to develop algorithms that could smooth the multitemporal VI profiles in order to improve further classification. The goal of this study is to compare and test different smoothing algorithms in order to select the one which satisfies better to the demand which is classifying crop classes. Those classes correspond to 6 different agricultural managements observed in Mato Grosso through an intensive field work which resulted in mapping more than 1000 individual fields. The agricultural managements above mentioned are based on combination of soy, cotton, corn, millet and sorghum crops sowed in single or double crop systems. Due to the difficulty in separating certain classes because of too similar agricultural calendars, the classification will be reduced to 3 classes : Cotton (single crop), Soy and cotton (double crop), soy (single or double crop with corn, millet or sorghum). The classification will use training data obtained in the 2005-2006 harvest and then be tested on the 2006-2007 harvest. In a first step, four smoothing techniques are presented and criticized. Those techniques are Best Index Slope Extraction (BISE) [3], Mean Value Iteration (MVI) [4], Weighted Least Squares (WLS) [5] and Savitzky-Golay Filter (SG) [6] [7]. These techniques are then implemented and visually compared on a few individual pixels so that it allows doing a first selection between the five studied techniques. The WLS and SG techniques are selected according to criteria proposed by [8]. Those criteria are: ability in eliminating frequent noises, conserving the upper values of the VI profiles and keeping the temporality of the profiles. Those selected algorithms are then programmed and applied to the MODIS/TERRA EVI data (16-days composition periods). Tests of separability are realized based on the Jeffries-Matusita distance in order to see if the algorithms managed in improving the potential of differentiation between the classes. Those tests are realized on the overall profile (comprising 23 MODIS images) as well as on each MODIS sub-period of the profile [1]. This last test is a double interest process because it allows comparing the smoothing techniques and also enables to select a set of images which carries more information on the separability between the classes. Those selected dates can then be used to realize a supervised classification. Here three different classifiers are tested to evaluate if the smoothing techniques as a particular effect on the classification depending on the classifiers used. Those classifiers are Maximum Likelihood classifier, Spectral Angle Mapper (SAM) classifier and CHAID Improved Decision tree. It appears through the separability tests on the overall process that the smoothed profiles don't improve efficiently the potential of discrimination between classes when compared with the original data. However, the same tests realized on the MODIS sub-periods show better results obtained with the smoothed algorithms. The results of the classification confirm this first analyze. The Kappa coefficients are always better with the smoothing techniques and the results obtained with the WLS and SG smoothed profiles are nearly equal. However, the results are different depending on the classifier used. The impact of the smoothing algorithms is much better while using the decision tree model. Indeed, it allows a gain of 0.1 in the Kappa coefficient. While using the Maximum Likelihood end SAM models, the gain remains positive but is much lower (Kappa improved of 0.02 only). Thus, this work's aim is to prove the utility in smoothing the VI profiles in order to improve the final results. However, the choice of the smoothing algorithm has to be made considering the original data used and the classifier models used. In that case the Savitzky-Golay filter gave the better results.

Fósforo remanescente em argila e silte retirados de Latossolos após pré-tratamentos na análise textural.

Alguns Latossolos podem apresentar problemas de dispersão, devido a grupamentos de microagregados de alta estabilidade. Esses grupamentos, muito argilosos, são parcialmente desagregados pela dispersão química e mecânica, contribuindo, pelo seu tamanho, para superestimar a proporção de silte do solo analisado. Para reduzir a proporção de pseudo-componentes aplicam-se pré-tratamentos, cuja eficiência pode ser testada pela capacidade de retenção de fosfatos. Assim, realizou-se um ensaio em laboratório com objetivo de verificar o uso da determinação do fósforo remanescente (Prem) como medida da eficiência de pré-tratamentos na análise textural de Latossolos. Os tratamentos corresponderam a um arranjo fatorial 7 x 22, num delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Os fatores em estudo foram as amostras de sete Latossolos dispersos com NaOH 0,1 mol L-1, sem e com (22) pré-tratamentos para a remoção da matéria orgânica (-MO) e dos óxidos de Fe e Al mal cristalizados (-Ox). Determinou-se o Prem em amostras da fração argila e silte dispersas uma vez e da fração silte dispersa uma segunda vez. A determinação do Prem é eficiente em mostrar diferenças entre os tratamentos aplicados, evidenciando alterações na capacidade de retenção de fosfatos, que foi incrementada no tratamento -MO, por maior exposição de componentes inorgânicos, e reduzida no tratamento ?Ox, por diminuir a proporção de óxidos mal cristalizados.

Avaliação da biomassa radicular fina em fragmentos florestais da Planície Costeira Fluminense.

As estimativas atuais de biomassa florestal contêm erros não dimensionados pela escassez de dados dos sistemas radiculares. Esta lacuna se deve às custosas estratégias de amostragem de raízes, que demanda grande quantidade de labor manual enquanto a estimativa da biomassa aérea pode ser feita com apenas a medida de diâmetro do tronco (DAP) conforme apontado por Chave et al, Houghton recomenda um valor geral de 20% da parte aérea para quantificar biomassa radicular, apesar de Silver haver demonstrado que o clima, o solo e a qualidade da serapilheira devam ser levados em conta. Dentre os principais determinantes da biomassa radicular destacam-se, no Estado do Rio de Janeiro, as contrastantes condições de clima e solo, além da composição e estrutura dos diferentes fragmentos florestais que ocorrem na paisagem. De acordo com Davis & Naghettini, ocorre expressiva variação climática representada por precipitações anuais desde 750 mm no Vale do Rio Paraíba do Sul a 4000 mm na Serra da Mantiqueira. Há grande variedade de solos no estado. A título de ilustração, em dois municípios costeiros, um deles incluído no presente estudo, Lumbreras et al encontraram a dominância, nas partes elevadas, de Latossolos, Argissolos, Nitossolos, Luvissolos, Planossolos, Cambissolos e Neossolos. Já nas baixadas, relacionadas aos sedimentos recentes, ocorrem as classes: Espodossolos, Planossolos, Gleissolos, Neossolos e Organossolos. Associados a outros atributos da feição paisagística, compuseram 45 unidades de mapeamentos. Nesse ambiente distribuem-se diversos fragmentos florestais, alguns remanescentes, em geral interferidos ou de difícil acesso e vegetação secundária em sua maioria. Os fragmentos florestais fluminenses resultam, primordialmente, da conversão das florestas nativas em cafezais e pastagens nos séculos 19 e 20, do uso crônico do fogo nas pastagens (ou por vandalismo), e da extração seletiva de árvores, cujo impacto pode ser detectado na ciclagem de nutrientes, conforme demonstrado por Villela et al., que deve influenciar significativamente a biomassa radicular. Ante o exposto o presente estudo visou estimar a biomassa radicular fina de diferentes fragmentos florestais da Planície Costeira Fluminense, comparando-as entre si.