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Tipo do documento: Dissertação
Título: Monitoramento do nitrogênio foliar e da cobertura vegetal de cafeeiros em sistema de cultivo orgânico com aeronave remotamente pilotada
Autor: PARREIRAS, Taya Cristo 
Primeiro orientador: MINCATO, Ronaldo Luiz
Primeiro coorientador: SILVA, Marx Leandro Naves
Primeiro membro da banca: SANTOS, Breno Régis
Segundo membro da banca: SANTOS, Walbert Junior Reis dos
Resumo: Imagens de alta resolução obtidas em aerolevantamentos com aeronaves remotamente pilotadas têm sido incorporadas aos estudos agrícolas com o objetivo de auxiliar no planejamento do uso da terra e dos insumos agrícolas, colaborando, assim, com o desenvolvimento de práticas agrícolas mais sustentáveis. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial de índices de vegetação do visível, de alta resolução, em monitorar o status e estimar o teor do Nitrogênio foliar de cafeeiros em transição para sistema de cultivo orgânico. A pesquisa foi realizada em duas fases: a primeira foi realizada em maio de 2019 e consistiu em um único voo para imageamento, além de leituras com o clorofilômetro SPAD e análises foliares (método Kjeldahl para determinação do teor de Nitrogênio) em uma área de 1 ha não controlada. Nesta fase, foram empregados como métodos de análise e estimativa o coeficiente de correlação de Pearson, a análise de variância, além de modelos de classificação e regressão com o algoritmo Random Forest. Na segunda fase, uma área de 0,23 ha foi dividida em 16 parcelas, nas quais foram aplicadas 4 doses de fertilizante orgânico (0, 87,5, 175 e 262 kg N ha-1), e foram realizados voos em outubro de 2019, e janeiro e março de 2020, além de leituras com o clorofilômetro SPAD e análises foliares (método Kjeldahl) em outubro e janeiro. Além disso, a variação do índice de cobertura vegetal ao longo do tempo também foi utilizada como variável de análise. Para a análise estatística, também foram usados o coeficiente de correlação de Pearson e a análise de variância, além de modelos de regressão linear e logística. Na primeira fase do estudo, os modelos de regressão e classificação não conseguiram monitorar a variabilidade do Nitrogênio na área, e as correlações deste com os índices de vegetação e os valores SPAD não foram estatisticamente significativas. Contudo, nesta fase, as imagens foram muito eficientes para a classificação supervisionada. Na segunda fase também não foram identificadas correlações significativas entre os índices de vegetação e o Nitrogênio foliar em nenhum momento da pesquisa. Os modelos de regressão logística, elaborado com os índices individualmente e em conjunto, também não foram capazes de identificar a variação nutricional dos cafeeiros. Por outro lado, as leituras com o SPAD se relacionaram fortemente com o teor de Nitrogênio foliar em janeiro de 2020. O índice de cobertura vegetal se relacionou positivamente com os diferentes tratamentos, embora a análise de variância tenha mostrado que as diferenças entre as médias não tenham sido significativas. Apesar disso, o uso de imagens do visível no monitoramento no Nitrogênio ainda é incipiente, e novas pesquisas são necessárias para maior compreensão dos fatores que possam interferir nos resultados. Além disso, essas imagens se mostraram úteis no monitoramento da fração da cobertura vegetal, informação muito importante para o gerenciamento das práticas agrícolas, não somente na cafeicultura.
Abstract: High-resolution images, obtained in aerial surveys with remotely piloted aircraft, have been incorporated into agricultural studies to assist in the planning of land use and agricultural inputs, and thus collaborate with the development of more sustainable agricultural practices. In this context, the objective of this study was to evaluate the potential of vegetation indices, coming from images of the visible region, in monitoring the status and estimating the leaf Nitrogen content of coffee trees in transition for organic farming system. The research was carried out in two phases: the first phase was carried out in May 2019, and consisted of a single flight for imaging, in addition to readings with the SPAD chlorophyll meter and leaf analysis (Kjeldahl method for determining the Nitrogen content) in an uncontrolled area of 1 ha. In this phase, Pearson's correlation coefficient, analysis of variance, and classification and regression models with the Random Forest algorithm were used as methods of analysis and estimation. In the second phase, an area of 0.23 ha was divided into 16 plots, in which 4 doses of organic fertilizer (0, 87.5, 175 and 262 kg N ha-1) were applied, and flights were carried out in October 2019, and January and March 2020, in addition to readings with the SPAD chlorophyll meter and leaf analysis (Kjeldahl method) in October and January. In addition, the variation in the vegetation cover index over time was also used as a variable of analysis. For statistical analysis, Pearson's correlation coefficient and analysis of variance were also used, along with logistic regression models. In the first phase of the study, the regression and classification models failed to monitor Nitrogen variability in the area, and its correlations with vegetation indices and SPAD values were not statistically significant. However, the images were very efficient for the supervised classification of land use. In the second phase, no significant correlations were found between the vegetation indices and leaf nitrogen at any time during the research. The logistic regression models, elaborated with the indices individually and combined, were also not able to identify the nutritional variation of the coffee trees. On the other hand, the readings with the SPAD were strongly related to the leaf nitrogen content in January 2020. The vegetation cover index was positively related to the different treatments, although the analysis of variance showed that the differences between the means were not significant. Despite this, the use of visible images in monitoring Nitrogen is still incipient, and further research is needed for a better understanding of the factors that may interfere with the results. In addition, these images proved to be efficient in monitoring the fraction of vegetation cover, very important information for the management of agricultural practices, not only in coffee growing.
Palavras-chave: Vegetação – Classificação
Vegetação – Mapeamento
Café
Nitrogênio
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciências da Natureza
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais
Citação: PARREIRAS, Taya Cristo. Monitoramento do nitrogênio foliar e da cobertura vegetal de cafeeiros em sistema de cultivo orgânico com aeronave remotamente pilotada. 2020. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG 2020.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1670
Data de defesa: 26-Ago-2020
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