Resposta espectral vis-NIR dos microagregados de latossolos do planalto central

• Main Author: José Francirlei de Oliveira
• Other Authors: Maria de Fátima Guimarães .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Agronomia. 2015
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000203623

Os espectros Vis-NIR coletados a partir de amostras de solos peneiradas em malha 2,0 mm sofrem efeito dos microagregados presentes nestas amostras. Sendo assim, os microagregados podem auxiliar na discretizaçao de perfis de solo e na análise da variabilidade espacial de seus atributos, contudo, podem dificultar a construção de modelos de predição. O objetivo da tese foi estudar o efeito dos microagregados sobre a constituição do espectro Vis-NIR, além da mineralogia e matéria orgânica. O estudo foi conduzido em duas glebas (A-1 e A-2) em uma fazenda comercial. Dois bancos de dados de amostras de Latossolos foram utilizados, um constituído por 11 perfis pedológicos, quatro na A-1 (L1, L2, L3 e L4) e sete na A-2 (L5, L6, L7, L8, L9, L10 e L11) e, o outro, por 350 amostras das camadas 0,05-0,10 m e 0,80-1,00 m. Os quatro perfis da gleba A-1 e o perfil L10 da A-2 apresentaram estrutura macromorfológica maciça porosa e os perfis L5, L6, L7, L8, L9 e L11da A-2 apresentaram estrutura maciça coesa. A classe 250-1000 µm foi predominante nos microagregados < 2000 µm. Os comprimentos de onda de 400 a 2400 nm combinados com análise de componentes principais (ACP) foram suficientemente sensitivos para discriminar os diferentes latossolos das glebas. Pois os comprimentos de onda de 700 nm e de 2200 a 2300 nm foram influenciados pela razão entre matéria orgânica e óxidos de ferro (700 nm), e intensidade de absorção da caulinita e gibsita (2200 e 2300 nm). Ressalta-se que as respostas espectrais não foram influenciadas apenas pelos teores destes constituintes, mas também pela composição destes minerais e pelos microagregados destes solos. No segundo capitulo, observou-se que a deflexão, o espalhamento da luz refletida e o ruído na constituição dos espectros aumenta com o aumento do &#934;250-1000, do teor de óxidos de ferro e alumínio e de matéria orgânica na constituição dos microagregados. Assim, quanto maior a massa de &#934;250-1000, maior a variabilidade da resposta espectral desses solos. Da mesma forma, a relação do RICIE com a proporção de &#934;250-1000 associada com a desorganização dos minerais proporcionou uma deflexão inerente para cada perfil e favoreceu a distinção destes Latossolos. Nesse sentido, no terceiro capítulo observamos que as diferenças micromorfológicas do solo podem ser analisadas através dos espectros Vis-NIR, pelas diferentes intensidades de reflexão dos comprimentos de onda entre 400-510, 1800-1950, 2000-2218 e, principalmente, 2218-2290 nm. A diferença de inflexão de reflectância dos comprimentos de onda entre 400-510, 730-930, 1290-1450, 1800-1950, 2000-2218 e 2218-2290 nm permitiu discriminar os Latossolos em função da estrutura macromorfológica maciça porosa e coesa, e, na sequência, dentro de cada grupo macromorfológico, os perfis foram discriminados em função do seu grau de intemperismo. Em função dessa relação, no quarto capítulo observamos que a variabilidade espacial da DIR dos espectros entre 400-510, 730-930, 1290-1450, 1800-1950, 2000-2218 e 2218-2290 nm está condicionada à variabilidade dos atributos do solo onde, solos mais intemperizados reduzem a DIR destes comprimentos de onda. A correlação espacial da DIR com os componentes principais permitiu relacionar a variabilidade espacial de características espectrais com a de atributos de solo, auxiliando a construção de mapas temáticos destes atributos, sem intermédio de modelos de calibração. Em contrapartida, no quinto capítulo, observamos que o aumento proporcional da classe 250-1000 µm aumentou a variabilidade de absorção da luz nos comprimentos de onda entre 401 e 2430 nm e dificultou observar a relação físico-química dos teores de fósforo Mehlich-1 (PM) e fósforo remanescente (Prem) com os espectros uma vez que esta relação é dependente da matéria orgânica e ou da mineralogia, sem uma relação físico-química específica entre eles. E, quanto mais pronunciadas as características morfológicas “latossólicas”, maior o ruído nos espectros Vis-NIR, podendo gerar modelos de predição constituídos com uma “coincidência matemática”, sem ter necessariamente uma relação entre o atributo de interesse e o pico de absorção de luz do espectro do solo. === The Vis-NIR spectra collected from soil samples sieved in mesh 2.0 mm suffer effect of the microaggregates present in these samples. Thus, the microaggregates may assist in discretization of soil profiles and analysis of the spatial variability of its attributes, however, may hinder the construction of prediction models. The aim of the thesis was to study the effect of microaggregates of the constitution of Vis-NIR spectrum, as well as mineralogy and organic matter. The study was conducted in two fields (A-1 and A-2) in a commercial farm. Two databases Latosols samples were used, one consisting of 11 pedological profiles, four in A-1 (L1, L2, L3 and L4), and seven in A-2 (L5, L6, L7, L8, L9, L10 and L11) and the other of 350 samples of the layers 0.05-0.10 m and 0.80-1.00 m of two fields. The four profiles of A-1 plot and the L10 profile of A-2 showed macromorphological porous massive structure and profiles L5, L6, L7, L8, L9 and L11da A-2 showed cohesive massive structure. 250-1000 µm class was predominant in microaggregates <2000 µm. The wavelengths 400-2400 nm combined with principal component analysis (PCA) were sufficiently sensitive to discriminate the different latosols of plots. For the wavelengths of 700 nm and 2200-2300 nm were influenced by the ratio of organic matter and iron oxides (700 nm), and absorption intensity of kaolinite and gibbsite (2200 and 2300 nm). It is noteworthy that the spectral responses were not influenced by levels of these constituents, but also by the composition of these minerals and microaggregates of these soils. In the second chapter, it was observed that the deflection, scattering of reflected light and noise in the constitution of the spectra increases with increasing &#934;250-1000, iron and aluminum oxides content and organic matter in the formation of microaggregates. Thus, the higher the mass &#934;250-1000 a higher variability of the spectral response of these soils. Likewise, the ratio RIcie with &#934;250-1000 associated with the disorganization of mineral gave an inherent deflection for each profile and to distinguish these Latosols. Accordingly, in the third chapter we observed that the micromorphological soil differences may be analyzed using the Vis-NIR spectra for different intensities of reflection wavelengths between 400-510, 1800-1950, 2000-2218, and especially 2218- 2290 nm. The reflectance difference of inflection wavelengths between 400-510, 730-930, 1290-1450, 1800-1950, 2000-2218 and 2218-2290 nm allowed the discrimination Latosols depending on macromorphogical porous cohesive or massive structure, and as a result, within each macromorfológico group, profiles were discriminated according to their degree of weathering. Due to this relationship, in the fourth chapter we noted that the spatial variability of the DIR of the spectra between 400-510, 730-930, 1290-1450, 1800-1950, 2000-2218 and 2218-2290 nm is subject to variability of soil properties where highly weathered soils reduce DIR these wavelengths. The DIR spatial correlation with main components allowed to relate the spatial variability of spectral characteristics with soil attributes, helping to build thematic maps of these attributes without intermediate calibration models. In contrast, in the fifth chapter, we see that the proportional increase of 250-1000 µm class increased the variability of the light absorption at a wavelength between 401 and 2430 nm and difficult to observe the physicochemical list of Mehlich-1 phosphorus (PM) and remaining phosphorus (Prem) with the spectra since this ratio is dependent on the organic matter and mineralogy or without a physical-chemical specific relationship between them. And, the morphological characteristics more pronounced as "latossolic", the higher the noise in the Vis-NIR spectra can generate prediction models made with a "mathematical coincidence", without necessarily having a relation between the attribute of interest and the peak absorption Soil light spectrum.