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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2004.tde-27092004-155540
Documento
Autor
Nome completo
Cesar Nunes de Castro
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2004
Orientador
Banca examinadora
Molin, Jose Paulo (Presidente)
Carvalho, Jose Ruy Porto de
Milan, Marcos
Título em português
Definição de unidades de gerenciamento do solo por meio da sua condutividade elétrica e variáveis físico-químicas.
Palavras-chave em português
agricultura de precisão
cluster (análise)
condutividade elétrica do solo
fertilidade do solo
geoestatística
mapeamento do solo
variabilidade espacial
Resumo em português
A agricultura de precisão é um ramo de pesquisa relativamente recente na área agrícola e que apresenta perspectivas promissoras na geração de novas técnicas de gerenciamento da lavoura otimizadoras de insumos e que permitam diminuição nos custos de produção. Técnicas como aplicação localizada de fertilizantes, defensivos agrícolas e melhor monitoramento de características dos solos e outros fatores de produção, fornecem informações que permitem um melhor gerenciamento da área a ser cultivada e em última instância resultam num maior rendimento econômico por área cultivada. Para que seja possível otimizar a produção agrícola utilizando essas técnicas algumas informações iniciais são necessárias. Entre essas uma das mais divulgadas é a utilização dos mapas de produtividade na avaliação da variabilidade espacial das lavouras. Pesquisas recentes tem relatado que conjugado a esse mapa outras camadas de informações podem e devem ser incorporadas, possibilitando desvendar os motivos da variabilidade espacial da produtividade em uma lavoura. Entre essas camadas existem os mapas de características físico-químicas do solo. Um conceito de mapeamento de fatores do solo é o monitoramento da condutividade elétrica do mesmo que permite inferir sobre elementos como textura, salinidade, teor de água, entre outros fatores. O presente trabalho estudou a técnica da mensuração desta característica e sua avaliação em solos brasileiros, verificando a correlação das leituras de condutividade elétrica do solo com parâmetros obtidos por análise laboratorial de amostras do mesmo e com a produtividade de culturas instaladas em três áreas experimentais. Além disso verificou-se a possibilidade de definição de unidades de gerenciamento do solo, que consigam com sucesso representar regiões homogêneas quanto a atributos que influenciam o desenvolvimento das culturas, utilizando a condutividade elétrica. Para realização desses objetivos técnicas diversas de análises foram utilizadas. Após a análise estatística descritiva dos conjuntos de dados procedeu-se com a análise geoestatística dos mesmos para avaliação do grau de dependência espacial das variáveis e obtenção dos mapas das distribuições espaciais das mesmas. De posse desses mapas foi possível efetuar a análise de correlação linear de Pearson entre as variáveis e em seguida a análise de componentes principais para verificar quais seriam as de maior influência sobre a variação do solo em cada uma das áreas monitoradas. Na última etapa a lógica fuzzy definiu as unidades de gerenciamento do solo e uma análise de variância avaliou a relevância dessas divisões. Os resultados indicaram a utilidade da condutividade elétrica, além de comprovarem a eficácia do procedimento realizado, devido a correlação da mesma com alguns atributos físico-químicos do solo, notadamente a elevada correlação com o conteúdo de argila em uma das áreas experimentais.
Título em inglês
Delineation of site-specific management zones using electrical conductivity and soil fertility attributes.
Palavras-chave em inglês
electrical conductivity
mapping soil
precision agriculture
spatial variability
Resumo em inglês
Precision Agriculture is a line of research relatively recent in the agricultural area and one that presents promising perspectives on the generation of new field management techniques that allow for cost reduction and input optimization. Techniques as variable rate application of fertilizers, agrochemical and better sensing of soil characteristics, and other production factors, give information that enables better management of fields being cultivated and result in greater economic revenue. For it to be possible to optimize agricultural production using these techniques some initial information are necessary. For one, there is the utilization of yield maps to evaluate the spatial variability of fields. Some researches demonstrated that, conjugated to those maps, other levels of information should be incorporated, permitting to reveal factors that explain spatial variability of yield in a field. Among these information there are physical-chemical soil characteristics maps. One of the concepts for mapping soil factors is sensing its electrical conductivity, which is related to soil characteristics such as texture, moisture, salinity and other. This research studied the measurement of the electrical conductivity of some types of Brazilian soils. Then, correlation of the electrical conductivity readings with soil parameters, obtained by laboratory analysis of soil samples, and with crop yields, cultivated on three experimental areas, was obtained. Besides that, it was verified the possibility of definition of soil management zones, using soil electrical conductivity, which can successfully represent homogeneous regions with regards to attributes that influence the development of crops. For accomplishing these objectives, several analysis techniques were used. After the descriptive statistics analysis of the data set, the geostatistical analysis was made for the evaluation of the variables’ degree of spatial dependence and then obtaining the maps with the spatial distribution of these same variables. In the possession of these maps, it was possible to verify Pearson’s linear correlation among all variables, followed by the principal components analysis to infer which of them had greater influence on soil variability in each of the experimental areas. Thenceforth, fuzzy logic was used to define the soil management zones and an analysis of variance evaluated the importance of the zone divisions made. Results showed the usefulness of electrical conductivity, besides corroborating the efficiency of the proceedings used, because of its correlation with some physical-chemical properties of the soil, especially high correlation with clay content in one of the experimental areas.
 
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cesar.pdf (1.92 Mbytes)
Data de Publicação
2004-10-04
 
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