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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2008.tde-12032008-135914
Document
Author
Full name
Anamari Viegas de Araujo Motomiya
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2007
Supervisor
Committee
Molin, Jose Paulo (President)
Chiavegato, Ederaldo Jose
Corá, José Eduardo
Vettorazzi, Carlos Alberto
Vieira, Sidney Rosa
Title in Portuguese
Diagnósticos para o gerenciamento localizado da cultura do algodoeiro
Keywords in Portuguese
Adubação
Agricultura de precisão
Algodão
Geoestatística
Sensoriamento remoto.
Abstract in Portuguese
Conhecer a resposta da cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L var. latifolium Hutch) à variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e seu comportamento espectral mediante doses variadas de fertilizantes pode ajudar a estabelecer estratégias de manejo do solo e da cultura, com melhor uso de corretivos e fertilizantes. Dentro deste contexto, este trabalho foi desenvolvido para: a) estudar a variabilidade espacial da fertilidade do solo, estado nutricional, população de plantas, número de estruturas reprodutivas e produtividade do algodoeiro em uma lavoura comercial; b) verificar as relações de causa e efeitos entre as variáveis estudadas; c) avaliar o efeito da variação de doses de nitrogênio na detecção do teor de nitrogênio foliar do algodoeiro utilizando propriedades de reflectância através de um sensor óptico ativo. Para isso, foram conduzidos dois experimentos diferenciados. O primeiro foi realizado numa lavoura comercial, localizada em Chapadão do Céu, GO. Os dados foram coletados numa área de 90 hectares, dividida numa malha com espaçamento regular de 100 m entre pontos, formando um retângulo com 10 colunas e 11 linhas. Para detectar a variação na pequena escala, foram feitas amostragens mais intensas com espaçamento de 33 m, formando 5 "ilhas", constituindo um total de 170 amostras. Os dados foram submetidos às análises estatísticas descritivas, geoestatística, interpolação através de krigagem ordinária e regressão pelo método "stepwise". A variabilidade expressa pelo coeficiente de variação foi baixa a moderada para todas as variáveis analisadas, com exceção de maçãs retidas e P no solo. Os resultados da análise geoestatística indicaram que os fatores de produção da cultura do algodoeiro apresentam, em sua maioria, dependência espacial e esta deve ser considerada quando da definição de esquemas de amostragem e práticas de manejo do solo e da cultura. A produtividade do algodoeiro foi significativamente afetada por N, P, Ca e Mg no tecido foliar e fração areia e argila do solo. O segundo experimento foi realizado na área experimental da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o aleatorizado em blocos, com cinco tratamentos (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N) e quatro repetições. Os dados do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e da razão simples vermelho/infravermelho próximo (V/IVP) foram coletados no período de 23 a 92 dias após a emergência (DAE) totalizando nove datas de coleta. Foram coletados também dados referentes ao índice de clorofila, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas. Os valores do NDVI apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, enquanto a relação V/IVP teve comportamento inverso, e a partir de 45 DAE, foram afetados significativamente pelas doses de N aplicadas. Relações significativas foram observadas entre os valores do NDVI e índice de clorofila e IAF. Aos 92 DAE o NDVI apresentou relação linear positiva e altamente significativa com o teor foliar de N. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de geoestatística e sensoriamento remoto podem auxiliar na tomada de decisões sobre as práticas de calagem e adubação em taxa variada na cultura do algodoeiro.
Title in English
Diagnosis for site specific management of cotton
Keywords in English
Fertilizing
Geostatistic
NDVI.
Precision agriculture
Remote sensing
Abstract in English
Know the cotton answer (Gossypium hirsutum L. var. latifolium Hutch) to the spatial variability of soil physical and chemical attributes and its spectral behavior by means of varied rates of nutrients can help to establish soil and crop management strategies, with better use of lime and fertilizers. This work was developed to: a) study the spatial variability of soil fertility, nutritional state, plants population, reproductive structures number and cotton yield in a commercial field; b) to study the relationships among those variables; c) to evaluate the effect of the variation of nitrogen levels on the detection of its content on cotton leaves using reflectance properties by an active optical sensor. Two differentiated experiments were conducted; the first one was located in a commercial field in Chapadão do Céu, GO. Data were collected in a area of 90 hectares, divided in a regular grid of 100 m with 10 columns and 11 lines. In order to detect the variation in the small scale, more intense samplings with spacing of 33 m were conducted forming 5 islands, constituting a total of 170 samples. The data were submitted to the descriptive statistical analysis, geostatistic, interpolation through ordinary kriging, and stepwise regression analysis. The variability expressed by variation coefficient were low to moderated for all analyzed variables, except for healthy bolls and soil P. Geostatistics analysis indicated that the crop cotton factors of production present, in its majority, spatial dependence and this should be considered when of the definition of sampling schemes and soil and crop management practices. Cotton yield was affected significantly by N, P, Ca and Mg in the leaves, as well as sand and clay fraction of the soil. The second experiment was accomplished in an experimental area at USP/ESALQ, in Piracicaba, SP. The experiment was conducted as a randomized block design and treatments consisted on five levels of nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 200 kg of N ha-1) with four replications. The readings of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI and the ratio Red/Near infrared (RED/NIR) were collected between 23 to 92 days after the emergency (DAE), with the total of 9 visits. Data referred to the chlorophyll index, leaf area index (LAI) and plants height were also collected. The values of NDVI presented a growing tendency along the period, while RED/NIR had an inverse behavior, being significantly affected by the rates of applied N, starting from 45 DAE. At 92 DAE, NDVI presented a positive linear relationship with leaves N content. Significant relationships were observed between the values of NDVI and chlorophyll index and LAI. The results obtained indicate that geostatistic techniques and remote sensing can help on management decisions for variable rate application of lime and fertilizers in cotton.
 
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anamariviegas.pdf (891.90 Kbytes)
Publishing Date
2008-03-25
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • Motomiya, Anamari V. de A., et al. Diagnose nutricional com o uso de sensor óptico ativo em algodoeiro [doi:10.1590/S1415-43662012001100003]. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental [online], 2012, vol. 16, p. 1159-1165.
  • Motomiya, Anamari V. de A., Molin, José P., and Chiavegato, Ederaldo J. Utilização de sensor óptico ativo para detectar deficiência foliar de nitrogênio em algodoeiro [doi:10.1590/S1415-43662009000200005]. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental [online], 2009, vol. 13, p. 137-145.
  • MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, et al. Índice de vegetação no algodoeiro sob diferentes doses de nitrogênio e regulador de crescimento. Semina. Ciências Agrárias , 2014.
  • MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, et al. Mapeamento do índice de vegetação da diferença normalizada em lavoura de algodão. Pesquisa Agropecuária Tropical , 2012.
  • MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, et al. Spatial variability of soil properties and cotton yield in the brazilian cerrado. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental , 2011, vol. 15, p. 996-1003.
  • MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, et al. Variabilidade espacial de atributos químicos do solo e produtividade do algodoeiro. Agrarian (Dourados. Online) [online], 2011, vol. 4, p. 01-09. Dispon?vel em: http://www.periodicos.ufgd.edu.br/index.php/agrarian/article/view/1118/670.
  • André Freitas Colaço, MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, e MOLIN, J. P. Resposta de um sensor óptico ativo a diferentes condições de iluminação natural. In Simpósio Internacional de Iniciação Científica, 15, Piracicaba, 2007. SIICUSP 2007.São Paulo : USP, 2007. Resumo.
  • Ferraz, M.N., MOLIN, J. P., e MOTOMIYA, A. V. A. Efeito da velocidade em um sensor ótico ativo. In Simpósio Internacional de Iniciação Científica, 15, Piracicaba, 2007. SIICUSP 2007.São Paulo : USP, 2007. Resumo.
  • FERRAZ, P., et al. Comportamento espectral do algodoeiro a diferentes níveis de adubação nitrogenada. In Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 13, Florianópolis, 2007. Anais do 13o. Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto.São José dos Campos : INPE, 2007. Dispon?vel em: http://marte.dpi.inpe.br/col/dpi.inpe.br/sbsr@80/2007/01.31.19.10/doc/capa.htm.
  • MOTOMIYA, A. V. A., et al. Variabilidade espacial do estado nutricional do algodoeiro cultivado em latossolo vermelho distrófico no cerrado brasileiro. In Simpósio Internacional de Agricultura de Precisão, 3, Sete Lagoas, 2005. CD-Rom 3o. Simpósio Internacional de Agricultura de Precisão. : Embrapa, 2005.
  • MOTOMIYA, A. V. A., MOLIN, J. P., e MOTOMIYA, W. R. Manejo do nitrogênio em algodão com o uso de sensores ópticos ativos. In Congresso Brasileiro de Agricultura de Precisão- ConBAP 2010, Ribeirão Preto, 2010. Anais do Congresso Brasileiro de Agricultura de Precisão- ConBAP 2010.Jaboticabal : SBEA, 2010. Resumo.
  • MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, et al. Estudo da variabilidade espacial da fertilidade do solo em lavoura de algodão. In congresso Brasileiro de Agricultura de Precisão 2006, São Pedro, 2006. Anais do Congresso Brasileiro de Agricultura de Precisão - ConBAP 2006.Piracicaba : USP/ESALQ, 2006.
  • MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, et al. Sensoriamento remoto na detecção de deficiência de nitrogênio em algodoeiro. In Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 13, Florianópolis, 2007. Anais do 13o. Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto.S. José dos Campos : INPE, 2007. Dispon?vel em: http://marte.dpi.inpe.br/col/dpi.inpe.br/sbsr@80/2007/01.31.19.10/doc.
  • MOTOMIYA, Anamari Viegas de Araújo, MOLIN, J. P., e Leal, A.J.F. Reflectância espectral do algodoeiro em resposta à adubação nitrogenada. In Congresso Brasileiro de Agricultura de Precisao 2008, Piracicaba, 2008. Anais do Congresso Brasileiro de Agricultura de Precisao 2008.Piracicaba : ESALQ/USP, 2008.
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