Spatial variability of soil CO2 emission in different topographic positions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Small relief shape variations influence spatial variability of soil chemical attributes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da variabilidade espacial de atributos químicos de um latossolo na aplicação de insumos para cultura de cana-de-acúcar

As técnicas de aplicação localizada e em taxas variadas de insumos agrícolas com auxílio da geoestatística têm sido umas das áreas de concentração de esforços recentes em pesquisas e desenvolvimento ligado à agricultura de precisão. Portanto, o trabalho teve como objetivo avaliar a necessidade de aplicação de calcário e fósforo com base no comportamento espacial de atributos químicos do solo. Foram feitas amostragens do solo a intervalos regulares de 50 m, em uma área de 42 ha, na profundidade de 0,0-0,2 m para determinação do pH, Ca, Mg, P, V% e cálculo da necessidade de calagem e superfosfato triplo. Os dados foram submetidos às análises da estatística descritiva, geoestatística e interpolação por krigagem. O uso da técnica de geoestatística possibilitou uma precisa descrição dos atributos do solo o que permitiu a definição de zonas de manejo, indicando os locais de ocorrência de déficit e excesso. A variabilidade espacial dos atributos químicos do solo, possibilita a recomendação de doses de calcário e fósforo com taxas variadas, proporcionando economia e maior eficiência na aplicação.

O relevo na interpretação da variabilidade espacial dos teores de nutrientes em folha de citros

Foliar diagnosis is a method for assessing the nutritional status of agricultural crops, which helps in the understanding of soil fertility and rationalized application of fertilizers taking into account economic and environmental criteria. The study aimed to use the landrelief as criteria to assist in interpreting the spatial variability of nutrient content of the citrus leaf. The leaves were collected at regular intervals of 50 m, totaling 332 sampling points. Data were analyzed by descriptive statistics, geostatistics and induction of decision tree. With the aid of digital elevation model (MDE) and the profile planaltimetric, the area was divided into three different landrelief and sub-strands. The highest values for nutrients from the leaves of citrus were observed at the top (concave area) segments on a half-slope and lower slope. The nutrients from the citrus leaves showed high values of correlation (above 0.5) with the altitude of the study area. The technique of geostatistics and the induction of decision tree show that the relief is the variable with the greatest potential to interpret the maps of spatial variability of nutrients from the citrus leaves.

Variabilidade espacial de fatores de erosão em Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar

Visando a avaliar a variabilidade espacial de fatores de erosão em Latossolo Vermelho eutroférrico, foram obtidas amostras do solo em intervalos regulares de 50 m, em forma de grid, totalizando 206 pontos de amostragem. Foram coletadas amostras nas profundidades de 0,0-0,2 m para a determinação da composição granulométrica e do conteúdo de matéria orgânica. Os fatores de erosão locais, como erosividade (R), erodibilidade (K), relevo (LS), perda de solo (A), potencial natural de erosão (PNE), risco de erosão (RE) e expectativa de erosão (EE), foram avaliados. A variabilidade do solo medida pelo coeficiente de variação registrou-se média para K, alta para o RE e EE e muito alta para A, LS e PNE. As variáveis estudadas apresentaram estrutura de dependência espacial com grau moderado para as variáveis K, A, PNE e RE, e forte para o LS e EE. Mapas obtidos por krigagem foram apresentados para descrição dos padrões de distribuição dos fatores de erosão na paisagem.

Produtividade do milho relacionada com a resistência mecânica à penetração do solo sob preparo convencional

A resistência mecânica do solo à penetração exerce grande influência sobre o desenvolvimento vegetal, uma vez que o crescimento das raízes e a produtividade das culturas variam de forma inversamente proporcional ao seu valor. O objetivo do trabalho foi estudar a variabilidade espacial e a correlação entre a produtividade do milho (PG) e a resistência mecânica do solo à penetração (RP) de um Latossolo Vermelho sob preparo convencional, em área pertencente à Fazenda Experimental de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia - FE/UNESP - Câmpus de Ilha Solteira. Foram definidos 133 pontos de amostragem no campo, segundo malha com espaçamento regular de 10,0 m, nos quais foram medidas a RP, a umidade gravimétrica (UG), nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m, e a PG. O modelo exponencial mostrou-se adequado para descrever todos os semivariogramas experimentais construídos. A RP e a UG apresentaram moderada dependência espacial, com alcance variando entre 20,2 e 63,0 m. A PG apresentou forte dependência espacial com alcance de 15,3 m. A RP não apresentou correlação espacial com a PG. Valores de RP variando entre 0,9 e 2,0 MPa não restringiram a PG.

Terrain forms and spatial variability of soil properties in an area cultivatedwith citrus

A técnica de agricultura de precisão e a relação solo-paisagem permitem delimitar áreas para o manejo localizado, o que permite a aplicação localizada de insumos agrícolas e, consequentemente, pode contribuir para a preservação de recursos naturais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila, no contexto da relação solo-paisagem, em um Latossolo sob cultivo de citros. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,2 m, em uma área de 83,5 ha cultivada com citros, na forma de malha, com intervalos regulares de 50 m, com 129 pontos na forma de relevo côncava e 206 pontos na forma plana, totalizando 335 pontos. Os valores obtidos para as variáveis que expressam as propriedades químicas e para o teor de argila do solo foram submetidos à análise estatística descritiva e geoestatística com a modelagem de semivariogramas para a confecção de mapas de krigagem. Os valores de alcance e mapas de krigagem indicaram maiores variabilidades na forma de relevo côncava (segmento topo), quando comparada com a forma plana (segmentos meia encosta e encosta inferior). A identificação de diferentes formas de relevo mostrou-se eficiente no entendimento da variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila do solo sob cultivo de citros.

Análise multivariada e variabilidade espacial na estimativa da erodibilidade de um argissolo vermelho-amarelo

A erodibilidade é um fator de extrema importância na caracterização da perda de solo, representando os processos que regulam a infiltração de água e sua resistência à desagregação e o transporte de partículas. Assim, por meio da análise de dependência espacial dos componentes principais da erodibilidade (fator K), objetivou-se estimar a erodibilidade do solo em uma área de nascentes da microbacia do Córrego do Tijuco, Monte Alto-SP, e analisar a variabilidade espacial das variáveis granulométricas do solo ao longo do relevo. A erodibilidade média da área foi considerada alta, e a análise de agrupamento k-means apontou para uma formação de cinco grupos: no primeiro, os altos teores de areia grossa (AG) e média (AM) condicionaram sua distribuição nas áreas planas; o segundo, caracterizado pelo alto teor de areia fina (AF), distribui-se nos declives mais convexos; o terceiro, com altos teores de silte e areia muito fina (AMF), concentrou-se nos maiores declives e concavidades; o quarto, com maior teor de argila, seguiu as zonas de escoamento de água; e o quinto, com alto teor de matéria orgânica (MO) e areia grossa (AG), distribui-se nas proximidades da zona urbana. A análise de componentes principais (ACP) mostrou quatro componentes com 87,4 % das informações, sendo o primeiro componente principal (CP1) discriminado pelo transporte seletivo de partículas principalmente em zonas pontuais de maior declividade e acúmulo de sedimentos; o segundo (CP2), discriminado pela baixa coesão entre as partículas, mostra acúmulo da areia fina nas áreas de menor cota em toda a área de concentração de água; o terceiro (CP3), discriminado pela maior agregação do solo, concentra-se principalmente nas bases de grandes declives; e o quarto (CP4), discriminado pela areia muito fina, distribui-se ao longo das declividades nas maiores altitudes. Os resultados sugerem o comportamento granulométrico do solo, que se mostra suscetível ao processo erosivo devido às condições texturais superficiais e à movimentação do relevo.

Análise espacial de atributos físicos e carbono orgânico em argissolo vermelho-amarelo cultivado com cana-de-açúcar

A agricultura convencional utiliza o solo intensivamente, modificando os seus atributos. Neste estudo, objetivou-se avaliar a variabilidade espacial de alguns atributos físicos e carbono orgânico do solo em um Argissolo Vermelho-Amarelo cultivado com cana-de-açúcar, usando geoestatística. O trabalho foi realizado em Maracanaú - CE, em uma área de produção de cana-de-açúcar, manejado mediante preparo conservacionista sobre uma cobertura de palhada de cana-de-açúcar. As amostras de solo foram retiradas de uma profundidade de 0,00 - 0,20 m, em uma malha, com intervalo regular de 10 m, totalizando 100 pontos. em cada amostra, foi analisado densidade de partículas, densidade do solo, carbono orgânico, porosidade total, macroposidade e microposidade. O coeficiente de variação indicou variabilidade baixa para densidade de partículas, densidade do solo e porosidade total e média para as variáveis macroporosidade, microporosidade e carbono orgânico. As variáveis analisadas mostraram dependência espacial, a qual foi observada nos mapas de krigagem. A distribuição de poros por tamanho e a porosidade total indicam condições físicas razoavelmente boas, embora com valores de densidade do solo ligeiramente acima do nível considerado adequado para a classe textural do solo.

Spatial variability of soil penetration resistance influenced by season of sampling

O objetivo deste trabalho foi analizar a distribuição espacial da compactação do solo e a influência da umidade do solo na resistência à penetração. Esta última variável foi descrita pelo índice de cone. O solo estudado foi Nitossolo e os dados de índice de cone foram obtidos usando um penetrômetro. A resistência do solo foi avaliada a 5 profundidades diferentes, 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm e mais de 40 cm, porém o conteúdo de umidade do solo foi medido a 0-20 cm e 20-40 cm. As condições hídricas do solo variaram nas diferentes amostragems. Os coeficientes de variação para o índice de cone foram 16,5% a 45,8% e os do conteúdo de umidade do solo variaram entre 8,96% e 21,38%. Os resultados sugeriram elevada correlação entre a resistência do solo, estimada pelo índice de cone e a profundidade do solo. Sem embargo, a relação esperada com a umidade do solo não foi apreciada. Observou-se dependência espacial em 31 de 35 séries de dados de índice de cone e umidade do solo. Esta dependência foi ajustada por modelos exponenciais com efeito pepita variável de 0 a 90% o valor do patamar. em séries de dados o comportamento foi aleatório. Portanto, a técnica das distâncias inversas foi utilizada para cartografar a distribuição das variáveis que não tiveram estrutura espacial. Na krigagem constatou-se uma suavização dos mapas comparados com esses das distâncias inversas. A krigagem indicadora foi utilizada para cartografar a variabilidade espacial do índice de cone e recomendar melhor manejo do solo.

Influência dos modelos digitais de terreno na modelagem de circulação hidrodinâmica 2DH: um estudo de caso

Digital Elevation Models (DEM) are numerical representations of a portion of the earth surface. Among several factors which affect the quality of a DEM, it should be emphasized the attention on the input data and the choice of the interpolating algorithm. On the other hand, several numerical models are used nowadays to characterize nearshore hydrodynamics and morphological changes in coastal areas, whose validation is based on field data collection. Independent on the complexity of the physical processes which are modeled, little attention has been given to the intrinsic bathymetric interpolation built within the numerical models of the specific application. Therefore, this study aims to investigate and to quantify the influence of the bathymetry, as obtained by a DEM, on the hydrodynamic circulation model at a coastal stretch, off the coast of the State of Rio Grande do Norte, Northeast Brazil. This coastal region is characterized by strong hydrodynamic and littoral processes, resulting in a very dynamic morphology with shallow coastal bathymetry. Important economic activities, such as oil exploitation and production, fisheries, salt ponds, shrimp farms and tourism, also bring impacts upon the local ecosystems and influence themselves the local hydrodynamics. This fact makes the region one of the most important for the development of the State, but also enhances the possibility of serious environmental accidents. As a hydrodynamic model, SisBaHiA® - Environmental Hydrodynamics System ( Sistema Básico de Hidrodinâmica Ambiental ) was chosen, for it has been successfully employed at several locations along the Brazilian coast. This model was developed at the Coastal and Oceanographical Engineering Group of the Ocean Engineering Program at the Federal University of Rio de Janeiro. Several interpolating methods were tested for the construction of the DEM, namely Natural Neighbor, Kriging, Triangulation with Linear Interpolation, Inverse Distance to a Power, Nearest Neighbor, and Minimum Curvature, all implemented within the software Surfer®. The bathymetry which was used as reference for the DEM was obtained from nautical charts provided by the Brazilian Hydrographic Service of the Brazilian Navy and from a field survey conducted in 2005. Changes in flow velocity and free surface elevation were evaluated under three aspects: a spatial vision along three profiles perpendicular to the coast and one profile longitudinal to the coast as shown; a temporal vision from three central nodes of the grid during 30 days; a hodograph analysis of components of speed in U and V, by different tidal cycles. Small, but negligible, variations in sea surface elevation were identified. However, the differences in flow and direction of velocities were significant, depending on the DEM

Mapeamento do biovolume de plantas aquáticas submersas a partir de dados hidroacústicos e imagem multiespectral de alta resolução

As plantas aquáticas têm papel fundamental no equilíbrio dos ecossistemas, porém seu crescimento desequilibrado pode obstruir canais, represas e reservatórios e afetar múltiplos usos da água. em relação a plantas aquáticas submersas, a utilização de medidas de controle torna-se mais complexa, em face da dificuldade em mapear e quantificar volumetricamente as áreas colonizadas. Nessas situações, considera-se que o uso de dados hidroacústicos possibilite o mapeamento e a mensuração dessas áreas, auxiliando na elaboração de propostas de manejo sustentáveis desse tipo de vegetação aquática. Assim, o presente trabalho utilizou dados acústicos e a técnica de krigagem para realizar a inferência espacial do biovolume de plantas aquáticas submersas. Os dados foram obtidos em três levantamentos ecobatimétricos realizados em uma área de estudos localizada no rio Paraná, caracterizada por condições favoráveis para proliferação de vegetação aquática submersa e dificuldade de navegação. Para delimitar as áreas caracterizadas pela presença de plantas aquáticas submersas, utilizou-se uma imagem multiespectral de alta resolução espacial World View-2. O mapeamento do biovolume das plantas aquáticas submersas nas áreas de ocorrência do fenômeno foi realizado a partir da inferência do biovolume por krigagem e do fatiamento dos valores inferidos em intervalos de 15%. A partir do mapa gerado, foi possível identificar os locais de maior concentração de macrófitas submersas, com predominância de valores de biovolume entre 15-30% e 30-45%, confirmando a viabilidade da utilização da krigagem na inferência espacial do biovolume, a partir de medidas ecobatimétricas georreferenciadas e com o suporte de imagem de alta resolução espacial.

Fuzzy Logic and Geostatistical Techniques for Spatialization of Soil Texture in Region with Rough Terrains

From the geotechnical standpoint, it is interesting to analyse the soil texture in regions with rough terrain due to its relation with the infiltration and runoff processes and, consequently, the effect on erosion processes. The purpose of this paper is to present a methodology that provides the soil texture spatialization by using Fuzzy logic and Geostatistic. The results were correlated with maps drawn specifically for the study area. The knowledge of the spatialization of soil properties, such as the texture, can be an important tool for land use planning in order to reduce the potential soil losses during rain seasons. (c) 2011 Published by Elsevier Ltd. Selection and peer-review under responsibility of Spatial Statistics 2011

Variabilidade espacial de atributos da fertilidade de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob Sistema Plantio Direto

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Variabilidade da produtividade da soja em função de atributos físicos de um latossolo vermelho distroférrico sob plantio direto

Atualmente, no cenário nacional, a cultura da soja em plantio direto é muito utilizada na integração agricultura-pecuária. No ano agrícola de 2006/2007, no município de Selvíria (MS), entre as latitudes de 20 ° 18 ' 05S e 20 ° 18 ' 28S e as longitudes de 52 ° 39 ' 02W e 52 ° 40 ' 28W, foi analisada a produtividade da soja, em plantio direto, em função de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico. O objetivo foi selecionar, entre os atributos do solo pesquisados, aquele que melhor se apresentasse para explicar a variabilidade espacial da produtividade agrícola. Para isso, foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 120 pontos amostrais, numa área de 4.068 m² e declive homogêneo de 0,025 m m-1. do ponto de vista linear e espacial, a elevada produtividade de grãos de soja pôde ser explicada em função da densidade do solo e da umidade volumétrica. A baixa variabilidade da maioria dos atributos do solo indicou que o plantio direto é um sistema que proporciona a homogeneização do ambiente físico do solo.