Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/9081
Tipo do documento: Tese
Título: Atributos físicos do solo e produtividade de cana-de-açúcar avaliados por meio de técnicas de geoestatística e análise multifractal
Título(s) alternativo(s): Soil physical attributes and sugarcane productivity evaluated using geoestatistics and multifractal analysis techniques
Autor: SOUZA, Diego Henrique Silva de 
Primeiro orientador: SILVA, Ênio Farias de França e
Primeiro coorientador: PAZ GONZÁLEZ, Antonio
Primeiro membro da banca: MONTENEGRO, Abelardo Antônio de Assunção
Segundo membro da banca: LIMA, Renato Paiva de
Terceiro membro da banca: BANDEIRA, Douglas Henrique
Quarto membro da banca: VIDAL VÁZQUEZ, Eva
Resumo: As diferentes configurações de relevo e dos processos pedogenéticos determinam o tipo e a distribuição do solo nas paisagens. A paisagem condiciona o ambiente, e a sua configuração tem estreita relação com o relevo, formando condições específicas, em diferentes áreas. Práticas agrícolas adotadas em áreas com produção de cana-de-açúcar promovem alterações nas propriedades físicas do solo, ocasionando modificações que trazem diretamente prejuízos ao desenvolvimento da cultura. A variabilidade espacial dos atributos físicos do solo pode ocorrer em diferentes escalas, devido ao comportamento complexo destes atributos. Portanto, as análises geoestatística, multifractal e multifractal conjunta dos atributos físicos do solo permitem identificar dependência espacial a partir da distribuição de variabilidade, caracterizar padrões de variabilidade espacial a partir da heterogeneidade de escala, e determinar relações dependente de escala entre os dados, contribuindo para um manejo mais adequado em áreas agrícolas. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar o comportamento da distribuição espacial, o grau de multifractalidade e a correlação em diferentes escalas dos atributos físicos de uma toposequência de argissolo acinzentado e espodossolo humilúvico, da produtividade da cana-de-açúcar e da altitude ao longo de um transecto. Foram coletadas amostras de solo (deformadas e não deformadas), nas camadas de 0,00-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade, de planta da cana-de-açúcar, em intervalos de 20 m ao longo de um transecto de 2.900 m, totalizando 145 pontos de amostragens, e ainda dados de altitude. Foram analisados os seguintes atributos físicos: frações granulométricas (areia total, areia grossa, areia fina, silte e argila), pelos métodos do densímetro e de difração a laser de Mie e Fraunhofer; densidade do solo, pelo método do anel volumétrico; porosidade total, micro e macroporosidade, pelo método da mesa de tensão. A produtividade média foi estimada através do peso médio da cana-de-açúcar ao longo do transecto. Os dados das variáveis analisadas foram correlacionados através de correlação linear, e submetidos à estatística descritiva e análise de normalidade pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. A análise da dependência espacial foi realizada por meio da geoestatística. A multifractalidade dos dados foi caracterizada através da dimensão generalizada, Dq e do espectro de singularidade, f(α) – α, utilizando a análise multifractal. A correlação em múltiplas escalas foi caracterizada através dos índices de singularidade, α(q, t) e β(q, t), da análise multifractal conjunta. O modelo esférico foi o que melhor se ajustou para a maioria das variáveis analisadas. A dependência espacial das frações granulométricas do solo foi melhor caracterizada pelo método de difração a laser de Mie e Fraunhofer. As curvas granulométricas no método do densímetro apresentaram maior descontinuidade que as curvas no método de difração a laser de Mie e Fraunhofer, para as duas camadas de solo estudadas. A fração silte foi superestimada quando quantificada pela teoria de Fraunhofer, e a fração argila subestimação quando quantificada pela difração de Mie. As variáveis analisadas apresentaram comportamento com tendência multifractal, em diferentes graus de multifractalidade, e em geral, obedeceram a seguinte ordem: Ds < PT < Mi < produtividade < altitude < Ma. Para as frações granulométricas do solo no método do densímetro, a ordem observada foi: areia total < areia grossa < areia fina < argila < silte, enquanto que no método de difração a laser de Mie e Fraunhofer, a ordem foi: areia fina < silte < areia total < argila < areia grossa. A produtividade da cana-de-açúcar e os atributos físicos do solo apresentaram correlação em múltiplas escalas mais fortes do que a altitude e os atributos físicos do solo.
Abstract: The different configurations of relief and of the pedogenetic processes determine the type and distribution of the soil in the landscapes. The landscape conditions the environment, and its configuration is closely related to the relief, forming specific conditions in different areas. Agricultural practices adopted in areas with sugarcane production promote changes in the physical properties of the soil, causing changes that directly harm the development of the crop. The spatial variability of the physical attributes of the soil can occur at different scales, due to the complex behavior of these attributes. TTherefore, the geostatistical, multifractal and multifractal analyzes of the physical attributes of the soil allow to identify spatial dependence from the variability distribution, characterize patterns of spatial variability from the heterogeneity of scale, and determine scale-dependent relationships between the data, contributing to more appropriate management in agricultural areas. In this context, the objective of the work was to evaluate the behavior of the spatial distribution, the degree of multifractality and the correlation at different scales of the physical attributes of a toposequence of Gray Argisol and Spodosum Humiluvic, of the sugarcane productivity and of the altitude at over a transect. Soil samples (deformed and non-deformed) were collected, in the layers of 0.00-0.20 and 0.20-0.40 m deep, from the sugarcane plant, at 20 m intervals along of a 2,900 m transect, totaling 145 sampling points, plus altitude data. Average productivity was estimated through the average weight of sugarcane over the transect. The data of the analyzed variables were correlated through linear correlation, and submitted to descriptive statistics and normality analysis by the Kolmogorov-Smirnov test. The spatial dependence analysis was performed using geostatistics. The multifractality of the data was characterized by the generalized dimension, Dq and the singularity spectrum, f (α) - α, using the multifractal analysis. The correlation on multiple scales was characterized by the singularity indices, α (q, t) and β (q, t), from the joint multifractal analysis. The average productivity of sugarcane in the transect was higher than the estimated productivity for the State of Pernambuco in the 2019/2020 harvest. The spherical model was the one that best fitted for most of the analyzed variables. The spatial dependence of soil particle size fractions was best characterized by the Mie and Fraunhofer laser diffraction method. The granulometric curves in the densimeter method showed greater discontinuity than the curves in the Mie and Fraunhofer laser diffraction method, for the two soil layers studied. The silt fraction was overestimated when quantified by the Fraunhofer theory, and the clay fraction was underestimated when quantified by Mie diffraction. The analyzed variables showed behavior with a multifractal tendency, in different degrees of multifractality, and in general, obeyed the following order: Ds <PT <Mi <productivity <altitude <Ma. For soil particle size fractions in the densimeter method, the order observed was: total sand <coarse sand <fine sand <clay <silt, while in the Mie and Fraunhofer laser diffraction method, the order was: fine sand <silt <total sand <clay <coarse sand. Sugarcane productivity and soil physical attributes correlated at multiple scales stronger than altitude and soil physical attributes.
Palavras-chave: Propriedades do solo
Distribuição espacial
Multifractalidade
Topossequência
Cana-de-açúcar
Produtividade
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Engenharia Agrícola
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Citação: SOUZA, Diego Henrique Silva de. Atributos físicos do solo e produtividade de cana-de-açúcar avaliados por meio de técnicas de geoestatística e análise multifractal. 2021. 197 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/9081
Data de defesa: 26-Fev-2021
Aparece nas coleções:Doutorado em Engenharia Agrícola

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Diego Henrique Silva de Souza.pdfDocumento principal10,35 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.