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Title: Mapeamento digital da fertilidade do solo das regiões Norte, Noroeste e Serrana do Estado do Rio de Janeiro
Authors: Andrade, Sandra Fernandes de
metadata.dc.contributor.advisor: Carvalho, Cacilda Nascimento de
metadata.dc.contributor.advisorco: Brefin, Maria de Lourdes Mendonça-Santos
metadata.dc.contributor.members: Perez, Daniel Vidal
Fernandez, Nelson Ferreira
Maddock, John Edmund Lewis
Machado, Wilson Thadeu Valle
Issue Date: 6-Mar-2018
Abstract: O Mapeamento Digital de Solo (DSM) está evoluindo muito nas últimas décadas, desde a fase de investigação até a produção de mapas em diversas escalas, abrangendo países, regiões e bacias hidrográficas. A predição de classes e propriedades de solos no mapeamento digital fundamenta-se nas relações existentes entre os fatores e processos de formação dos solos. O conhecimento dos atributos químicos dos solos é um fator de grande relevância, visando a utilização racional de corretivos e fertilizantes. O trabalho objetivou realizar a modelagem solo-paisagem de variáveis químicas de fertilidade do solo, a saber, pH em água, Pass(mg/kg), K+(cmolc/kg), C(g/kg), CTC(cmolc/kg), V% e Al(m)%, usando como preditoras as variáveis ambientais Plano de Curvatura, Perfil de Curvatura, Índice de Umidade, Aspecto, Declividade, Tipos de Solo, NDVI, Imagens Landsat 7 (bandas 2, 4 e 7) e Litologia. A área de estudo compreende as regiões mais produtivas do Estado do Rio de Janeiro: Norte, Noroeste e Serrana, entre as coordenadas 43°22´35´´; 40°57´27´´WG, e 20°45´47´´; 22°34´21´´S, com 22.043 km2. Os dados de solos foram extraídos de um banco de dados maior, cedido pela Embrapa Solos. A análise exploratória dos dois bancos de dados identificou valores extremos, que foram expurgados, para manter as características de fertilidade natural e a homogeneidade da amostra, preparando a análise por regressão linear múltipla (RLM). Os parâmetros estatísticos analisados para avaliação dos modelos de RLM foram: AIC, RMSE, Cp, R2 ajustado, F e a probabilidade de F. Aos resultados da RLM, foram adicionados os resultados de krigagem dos resíduos da regressão, uma técnica de DSM conhecida como R+K, que se mostrou um método adequado para o mapeamento digital de propriedades do solo, neste trabalho. Os solos analisados apresentam baixo pH e altos níveis de saturação por Al, bem como baixas concentrações de fósforo assimilável. Os valores de CTC e V(%) estão dentro do intervalo considerado bom para a fertilidade do solo, segundo dados da literatura. O carbono apresentou níveis considerados bons para a fertilidade do solo, principalmente, nas áreas de baixada da região Norte. Não foi possível realizar uma síntese de fertilidade do solo considerando simultaneamente todas as variáveis estudadas, pois elas não se distribuem espacialmente dentro dos critérios de boa fertilidade preconizados na literatura. Entretanto, foi possível a realização de dois mapas-sínteses, aproveitando a boa correlação entre CTC e K+ e entre pH e V%. O primeiro mapa-síntese, com as variáveis K+ e CTC, identificou, na região da baixada Norte fluminense uma faixa considerada boa para a fertilidade do solo. O segundo mapa-síntese, com as variáveis pH e V%, mostra que as regiões com boa fertilidade do solo coincidem com as regiões de médio e alto valores de V% e com valores também mais elevados de pH, o que ocorre, principalmente, na região Noroeste. As regiões que foram consideradas de baixa fertilidade coincidem com regiões de pH ácido, principalmente nas regiões Serrana e Norte.
metadata.dc.description.abstractother: Soil Digital Mapping (DSM) has been evolving over the past decades, from the investigation period to the production of maps in several scales, covering countries, regions and hydrographic basins. The prediction of classes and properties of the soils at the digital mapping is based on the existing relations between the factors and processes on the soil formation. The knowledge of the chemical qualities of the soil is a key point, aiming the rational use of correctives and fertilizers. This thesis had the objective of modeling the chemical variables of soil fertility, namely:pH in water, Pass(mg/kg), K+(cmolc/kg), C(g/kg), CEC(cmolc/kg), V% and Al(m)%, using as predictors the curvature plan and curvature profile, , aspect and declivity of the slopes, types of soil and its humidity level, NDVI, Landsat 7 images (2,4 and 7 bands) and litology. The area of study encompasses the most productive regions of Rio de Janeiro State: North, Northwest and Mountaineous, at 43°22´35´´; 40°57´27´´WG, e 20°45´47´´; 22°34´21´´S, covering 22,043 km2. Soil idata was taken from a wider database, provided by Embrapa Solos. The exploratory analyses of the two databases identified extreme values, that were discarded, to keep the characteristics of natural fertility and homogeneity of the sample, preparing the analyses by multiple linear regression (MLR). The statistic parameters analyzed by MLR models were: AIC, RMSE, Cp, adjusted R2, F and F probability. The results of the MLR were added to the results of the krigage of regression residue, a DSM technic known as R+K, that seemed to be an adequate method for digital mapping of soil properties, at this work. The analyzed soils showed low pH and high levels of Al saturation, as well as low concentrations of assimilative phosphorus. The CEC and V (%) values are on a good range to soil fertility, according to literature data. Carbon showed good levels for soil fertility, especially at the low terrains of the North region. It was not possible to achieve a synthesis of the soil fertility considering simultaneously all the studied varieties, since they are not homogeneous spatially. However, it was possible to make two synthesis-maps, using the good correlation between CEC and K+ and between pH and V%. The first synthesis-map, with the variegated K+ and CEC, identified, at the area of low lands of North of Rio de Janeiro State a lane considered good for soil fertility. The second synthesis-map, with the variegated pH and V%, shows that the areas with good soil fertility are the same of the areas of medium and high values of V% and with higher values of pH, which happens mainly at the Northwest. The areas that were considered with low fertility are the same with acid pH, specially the North and Mountaineous areas.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/5901
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