Publicação: Emissão de co2 do solo e indicadores de produtividade e suas relações com características espectrais da cana - de - açúcar sob diferentes épocas de plantio
Carregando...
Arquivos
Data
Autores
Orientador
La Scala, Newton Jr
Coorientador
Pós-graduação
Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV 33004102071P2
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Muitos fatores podem impactar as emissões de CO2 à atmosfera, que é um dos principais gases que favorecem o aquecimento global terrestre. Estes fatores na Agricultura estão muito relacionados ao solo, ao clima e a planta. Neste sentido, este trabalho buscou acompanhar, desde o plantio a colheita, sete variedades de cana-de-açúcar sob duas épocas de plantio. O trabalho foi realizado em três capítulos, sendo o primeiro mostrando uma abordagem geral da importância do estudo. No segundo capítulo, avaliou-se a emissão de CO2 do solo e sua relação com atributos do solo (temperatura e umidade do solo), da planta (diâmetro, altura, número de perfilhos, índices de clorofila e de área foliar) e bandas espectrais (R,G,B, RedEdge e NIR) e índice NDVI. E no terceiro capítulo avaliou-se as relações entre indicadores de produtividades e indicadores espectrais. Os capítulos dos estudos aconteceram em fazenda experimental no município de Barrinha, estado de São Paulo, sob delineamento em blocos casualizados. As épocas de plantio foram as de 18 meses e de dois verões. As variedades mais recentes mostraram ser as que possuem comportamento de menor emissão de CO2 do solo quando comparadas as variedades mais antigas. Os maiores picos das emissões mensais de CO2 do solo (6,56 e 4,97 µmol m-2 s-1) aconteceram na estação chuvosa, em ambas as épocas de plantio. Além da temperatura e umidade do solo, destaca-se o NVDI (Índice de vegetação por diferença normalizada) como importante fator (p<0,05) a se compreender o fluxo de CO2 do solo. Entre os modelos de aprendizados supervisionados de máquinas, que foram testados, o melhor desempenho foi para o Random Forest, com R2 variando entre 0,77 e 0,84. No capítulo 3, o indicador de produtividade para a cana de dois verões foi 13,45% a mais em TCH (toneladas de cana por hectare) em relação ao plantio de 18 meses, não observando diferenças significativas para perdas da qualidade da matéria prima. As melhores correlações entre NDVI e produtividade aconteceram de forma mais distribuída para a cana de dois verões, com valores de correlação variando entre -0,48 a 0,32 (p<0,05), e de forma mais concentrada nos dias que antecedem a colheita para a cana de 18 meses, com correlações variando entre -0,68 a 0,68 (p<0,05). A banda do vermelho, seguido pelo NIR e Green, foram as que tiveram melhor desempenho em capturar as flutuações dos indicadores de TCH, ATR (Açúcar total redutor) e TAH (tonelada de açúcar por hectare) quando sob modeladas por equações polinomiais variando a ordem de grandeza. Portanto, tanto as emissões de CO2 e os indicadores de produtividade estão correlacionados com as variáveis biofísicas e ambientais, e conseguir esta compreensão pode contribuir na orientação de ações governamentais de mitigação de CO2 a atmosfera e ajudar o produtor a acompanhar a produtividade de forma indireta por meio de análise espectral.
Resumo (inglês)
Many factors can impact the emissions of CO2 into the atmosphere, one of the main gases contributing to global warming. In agriculture, these factors are closely related to soil, climate, and plants. In this context, this study will monitor seven varieties of sugarcane from planting to harvest, considering two planting seasons. The research is divided into three chapters. The first provides a general overview of the study's importance. In the second chapter, the emission of CO2 from the soil was evaluated, along with its relationship with soil attributes (temperature and soil moisture), plant attributes (diameter, height, number of tillers, chlorophyll, and leaf area indices), and spectral bands (R, G, B, RedEdge, and NIR) and the NDVI index. In the third chapter, the relationships between productivity indicators and spectral indicators were evaluated. The studies took place at an experimental farm in the municipality of Barrinha. state of São Paulo, following a randomized block design. Planting seasons included 18 months and two summers. The newer varieties showed lower soil CO2 emissions compared to older varieties. The highest peaks of monthly soil CO2 emissions (6.56 and 4.97 µmol m-2 s-1) occurred during the rainy season in both planting seasons. In addition to soil temperature and moisture, NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) stood out as an important factor (p<0.05) in understanding soil CO2 flux. Among the tested supervised machine learning models, Random Forest performed the best with R2 ranging from 0.77 to 0.84. In Chapter 3, productivity indicators for sugarcane from two summers were 13.45% higher in TCH (tons of cane per hectare) compared to the 18-month planting, with no significant differences observed in raw material quality losses. The best correlations between NDVI and productivity occurred more evenly for sugarcane planted in two summers, with correlation values ranging from -0.48 to 0.32 (p<0.05), and more concentrated in the days leading up to harvest for the 18-month sugarcane, with correlations ranging from -0.68 to 0.68 (p<0.05). The red band, followed by NIR and Green, performed best in capturing fluctuations in TCH (Total Cane Harvested), ATR (Total Reducing Sugars), and TAH (tons of sugar per hectare) indicators when modeled by polynomial equations varying in magnitude. Therefore, both CO2 emissions and productivity indicators are correlated with biophysical and environmental variables, and understanding this relationship can contribute to guiding governmental actions to mitigate CO2 emissions and help producers indirectly monitor productivity through spectral analysis.
Descrição
Palavras-chave
Agricultura, Sustentabilidade, Cana-de-açucar
Idioma
Português
Como citar
SIANSI, F. L. - Emissão de co2 do solo e indicadores de produtividade e suas relações com características espectrais da cana - de - açúcar sob diferentes épocas de plantio - 2024, 96f - Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal, 2024.
