Calibração e validação de métodos baseados em espectroscopia de refletância no visível e infravermelho próximo para levantamento da variabilidade espacial de solos mato-grossenses

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marcilio, Norka da Silva Albernaz
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMT
Texto Completo: http://ri.ufmt.br/handle/1/2438
Resumo: Currently, VisNIR spectroscopy has been seen as a fast and reliable method to express the spatial variability of soil, with high spatial coverage on maps and is useful to soil management in specific site and precision agriculture. These features surely contribute to fill the knowledge gap caused by the weaknesses of the conventional methods in solving the spatial patterns of soil fertility, mainly in fieldscale. In this study, the spectral data were correlated with the results of conventional analytical laboratory, considering chemical (P and SOM - soil organic matter) and physical (texture and color) attributes of soil in agricultural areas of the state of Mato Grosso in Brazil. We worked with VisNIR spectroradiometer in the field and in the laboratory, and sampled both simple and composite soil. Variations in clay content made it possible the separation in four textures: CT1 - clay content <150 g kg-1 soil; CT2 - clay content between 150 and 350 g kg-1 soil; CT3 - clay content between 350 and 600 g kg-1 soil; CT4 - clay content > 600 g kg-1 soil. The models were developed using partial least squares regression (PLSR). For the models of texture bands, the best results were obtained with the composite samples of laboratory spectra, with better performance for medium and loam texture bands. Contrarily, the predictions with the field spectra did not suffer interference from the type of sampling in place. The clay, MOS and chroma were estimated with a reasonable level of accuracy for all types of collection, considering the R2, RPD and RMSE values, while the predictions for phosphorus were assessed as poor with RPD <1.4. In the case study, excellent performances were recorded for MOS (RPD = 2.04) and chroma (RPD = 3.0) in laboratory spectra of composite samples. Researchers have shown that the spectral measurements taken with the Veris VisNIR spectroradiometer have great potential for use in precision agriculture in the Brazilian soils conditions and can be used to determine several soil properties that are crucial in defining management zones.
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In this study, the spectral data were correlated with the results of conventional analytical laboratory, considering chemical (P and SOM - soil organic matter) and physical (texture and color) attributes of soil in agricultural areas of the state of Mato Grosso in Brazil. We worked with VisNIR spectroradiometer in the field and in the laboratory, and sampled both simple and composite soil. Variations in clay content made it possible the separation in four textures: CT1 - clay content <150 g kg-1 soil; CT2 - clay content between 150 and 350 g kg-1 soil; CT3 - clay content between 350 and 600 g kg-1 soil; CT4 - clay content > 600 g kg-1 soil. The models were developed using partial least squares regression (PLSR). For the models of texture bands, the best results were obtained with the composite samples of laboratory spectra, with better performance for medium and loam texture bands. Contrarily, the predictions with the field spectra did not suffer interference from the type of sampling in place. The clay, MOS and chroma were estimated with a reasonable level of accuracy for all types of collection, considering the R2, RPD and RMSE values, while the predictions for phosphorus were assessed as poor with RPD <1.4. In the case study, excellent performances were recorded for MOS (RPD = 2.04) and chroma (RPD = 3.0) in laboratory spectra of composite samples. Researchers have shown that the spectral measurements taken with the Veris VisNIR spectroradiometer have great potential for use in precision agriculture in the Brazilian soils conditions and can be used to determine several soil properties that are crucial in defining management zones.FAPEMATAtualmente, a espectroscopia na faixa do visível e do infravermelho próximo tem sido sugerida como um método rápido e confiável para expressar a variabilidade espacial do solo, com alta cobertura espacial nos mapas e úteis ao manejo do solo em sítio específico e agricultura de precisão, contribuindo para preencher a lacuna de conhecimento imposta pela insuficiência dos métodos convencionais para resolver os padrões espaciais de fertilidade do solo principalmente em escala de campo. Neste estudo, os dados espectrais foram relacionados com os resultados da análise convencional de laboratório para os atributos fósforo e matéria orgânica do solo (MOS), bem como textura e cor em áreas agrícolas do estado de Mato Grosso. Para obter essa relação utilizou-se espectroradiômetro VisNIR em campo e em laboratório, com amostragem do solo simples e composta. Inicialmente, diferenças nas variações dos teores de argila permitiram separar quatro classes texturais no conjunto de amostras: CT1 - teor de argila < 150 g kg-1 solo; CT2 - teor de argila entre 150 e 350 g kg-1 solo; CT3 - teor de argila entre 350 e 600 g kg-1 solo; CT4 - teor de argila > 600 g kg-1 solo. Os modelos foram desenvolvidos usando a regressão por mínimos quadrados parciais. Para os modelos das classes texturais as previsões com espectros de laboratório de amostras compostas apresentaram resultados de desempenho de modelos superiores às amostras simples, com melhores performances das classes texturais média e argilosa. Enquanto as previsões com espectros de campo não sofreram interferência do tipo de amostragem. Os teores de argila, MOS e croma foram estimados com um nível de precisão razoável para todas as modalidades de coleta, considerando os valores de R2 , RPD e RMSE, enquanto que as previsões para fósforo foram avaliadas como pobres com RPD < 1,4. No estudo de caso, desempenhos excelentes foram verificados para MOS (RPD= 2,04) e croma (RPD= 3,0) nos espectros de laboratório das amostras compostas. As investigações demonstraram que as leituras espectrais realizadas com o espectroradiômetro Veris VisNIR podem ser utilizadas para determinar várias propriedades do solo que são elementos chave para definir as zonas de manejo.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilFaculdade de Agronomia, Medicina Veterinária e Zootecnia (FAMEVZ)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em Agricultura TropicalCouto, Eduardo GuimarãesAmorim, Ricardo Santos Silvahttp://lattes.cnpq.br/7163717039353133http://lattes.cnpq.br/4117320971796809Couto, Eduardo Guimarães209.697.916-15http://lattes.cnpq.br/4117320971796809Amorim, Ricardo Santos Silva841.493.376-91http://lattes.cnpq.br/7163717039353133209.697.916-15841.493.376-91Weber, Oscarlina Lúcia dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/6385657569274801141.427.751-20Weber, Oscarlina Lúcia dos Santos141.427.751-20http://lattes.cnpq.br/6385657569274801Chig, Léo Adriano253.589.138-74http://lattes.cnpq.br/6178305757778861Pasquini, Celio016.719.268-03http://lattes.cnpq.br/6741344424648342Marcilio, Norka da Silva Albernaz2021-05-07T13:13:04Z2018-03-232021-05-07T13:13:04Z2015-03-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisMARCILIO, Norka da Silva Albernaz. Calibração e validação de métodos baseados em espectroscopia de refletância no visível e infravermelho próximo para levantamento da variabilidade espacial de solos mato-grossenses. 2015. 164 f. Tese (Doutorado em Agricultura Tropical) - Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Agronomia, Medicina Veterinária e Zootecnia, Cuiabá, 2015.http://ri.ufmt.br/handle/1/2438porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2021-05-08T07:03:13Zoai:localhost:1/2438Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2021-05-08T07:03:13Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false
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