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La Geoinformación
al Servicio de la Sociedad
Medellín, Colombia
29 de Septiembre al 3 de Octubre de 2014
Sociedad Latinoamericana en
Percepción Remota y Sistemas
de Información Espacial
Bibliotecas Espectrais de solos para levantamentos pedológicos na região de Irecê-BA
Spectral Libraries for Soil Surveys pedological in the region of Irecê-BA
Thayza Thaynara Campos Queiroz¹ Thaiane Bonfim Silva²
Washington de Jesus Sant’Anna da Franca Rocha³ Universidade Estadual de Feira de Santana - UEFS Br 116, km 03, 44431-460 - Feira de Santana - Bahia, Brasil
queiroz.thayza@gmail.com¹ thaiane.thay@hotmail.com²
wrocha@uefs.com.br³
Resumo: A pesquisa busca desenvolver uma Biblioteca Espectral de solos coletados em
áreas antropizadas e preservadas da região de Irecê – Bahia. O solo da área de estudo foi identificado como Cambissolo Háplico Ta Eutrófico típico, seguindo a classificação taxonômica de solos do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Foram realizadas análises físico-químicas de acordo com o Manual de Métodos de Análise de Solo da Embrapa. A coleta de dados espectrais foi realizada no Espectrorradiômetro portátil FieldSpec® 4 Hi-Res (450-2500nm) / A100590, em amostras peneiradas com malhas de 2,00 mm, secas ao ar livre por oito horas. Nos resultados obtidos, as curvas de assinatura espectrais de ambos os tipos de manejo indicaram presença de caulinita, mas a resposta espectral do solo antropizado, apresentou alta intensidade de reflectância comparada à curva espectral do solo preservado, indicando menor teor de matéria orgânica no solo antropizado. A concentração de silte é maior em relação às concentrações de argila e areia, observadas especialmente na curva do solo preservado,
porém, detectou-se significativa concentração de argila, devido a algumas regiões de absorção encontradas. A comparação das curvas espectrais de solo preservado e antropizado demonstra o efeito da ação antrópica na alteração dos constituintes pedológicos, comprovando a eficácia desta técnica para o mapeamento expedito de solos degradados.
Palavras-chave: Bibliotecas Espectrais, Bioma Caatinga, Caracterização de solos,
Espectrorradiomeria de Reflectância, Sensoriamento Remoto.
Abstract: The objective of this research is the development of a Spectral Library from
soils in disturbed areas and preserved, collected in the region of Irecê - Bahia. The soil analysis was classified as Eutrophic Cambisol Ta typical, following taxonomic classification of soils of the Brazilian System of Soil Classification, developed by the National Research Center for Soils - CNPS Embrapa. The physico-chemical analyzes were performed in accordance with the Manual of Methods of Soil Analysis of Embrapa. To perform the spectral analysis with portable SpectroradiometerFieldSpec ® 4 Hi-Res (450-2500nm) / A100590 spectroradiometry Laboratory of the Universidade Estadual de Feira de Santana, the samples were sieved with 2,00 mm mesh, air dried for eight hours and placed in Petri dishes. The results, the spectral curves of anthropogenic and preserved soils had absorption peaks at 1415 nm, 1915 nm and 2210 nm related to the presence of kaolinite, this behavior is caused by the vibrations of H2O molecules and OH groups present in the structure of this mineral. The spectral response of anthropogenic soil, in the range 400-2500 nm was high reflectance intensity relative to the spectral curve of the preserved soil, indicative of the low content in the sample of anthropogenic soil organic matter compared to the soil preserved. According to the
physicochemical analyzes the concentration of silt is higher compared to the concentrations of clay and sand, found in the factor curves with subtle spectral absorption characteristics of the component bands, which are 480 nm, 610 nm and 670 nm, observed especially in preserved soil, according to laboratory tests which have higher content of silt soil compared to anthropogenic curve. Given the significant concentration of clay, the regions of absorption at 670 nm, and near the absorptions at 1415 nm, 1915 nm and 2210 nm, are influenced by the particles due to the attraction of water steam caused by the same on the soil surface. From the comparison of the spectral curves of samples preserved and anthropogenic soil, there was reductions in silt and organic matter in soil that conceded human intervention, it is possible to suggest the effect of human action as a cause for amendment of soil constituents.
Keywords: Spectral Libraries, Caatinga, Characterization of soils, Espectrorradiomeria
reflectance, Remote Sensing.
Introdução
Considerado um material complexo, e por isso, de difícil definição, o solo para o agrônomo é o meio utilizado para o desenvolvimento das plantas, logo, imprescindível para atividades agrícolas (Teixeira et al., 2009). Porém, a utilização intensa e negligente do solo para a produção de culturas, altera, ao longo do tempo, propriedades e características desse solo, degradando-o. Fato que torna imprescindível o avanço de pesquisas voltadas à conservação pedogênica e a compatibilização entre as atividades produtivas e o potencial pedológico (Cabral, 2005), tratando-se de um recurso natural fundamental para o desenvolvimento e manutenção da vida terrestre.
No estado da Bahia, a região de Irecê, situada em área de bioma Caatinga, atualmente se destaca na produção de culturas como cenoura, cebola e outras hortaliças,
além disso, o cultivo de feijão, algodão, milho e mandioca já foram destaques (PMI, 2014, Santos et al., 2008). Logo, para um pólo agrícola, o conhecimento profundo e manutenção dos solos dessa área se fazem necessários, a fim de potencializar a economia da região e evitar degradações irreversíveis.
A expansão da agricultura moderna, baseada em técnicas sofisticadas de obtenção de dados acerca de determinado alvo, é promissora para a evolução de um manejo agrícola diferenciado e produtivo. Como exemplo, as técnicas de Sensoriamento Remoto se destacam em estudos pedogênicos, baseados na interação da radiação eletromagnética com componentes do solo em análise (Bellinaso, 2009, Oliveira et al., 2011, Dematte, 2003, Dalmolin, 2002), auxiliando no planejamento para o uso adequado dos solos.
O objetivo desta pesquisa é desenvolver uma Biblioteca Espectral (BE) contendo as assinaturas obtidas em amostras de solos do bioma Caatinga, coletados em áreas antropizadas e preservadas na região de Irecê – Bahia (Brasil), com a pretensão de identificar e caracterizar suas feições, além de detectar diferenças entre os componentes encontrados nos dois tipos de manejo.
Metodologia
Situada no município de Irecê (Figura 01), a área em estudo está localizada na Escola Agrotécnica da Região de Irecê-BA (ESAGRI), com coordenadas 11º 17’ 60’’ S e 41º 51’ 24’’ W, , e altitude de 832 km. Pertence aos domínios do bioma Caatinga, que possui relevo geralmente plano, com locais de altitudes maiores, e o clima ocorrente é Semi-árido, caracterizado pela intensa radiação solar, logo, possui temperaturas elevadas, baixas taxas de umidade relativa e precipitação pluviométrica, inclusive pela pouca nebulosidade do local (EMBRAPA, 2014).
Figura 01 – Mapa de Localização da área de estudo.
A coleta das amostras foi realizada por pedólogos da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) Semi-árido, localizada em Petrolina–PE, bem como as análises fisico-químicas e a classificação taxonômica do solo.
Os solos amostrados pertencem a dois pontos distintos, coletados em caatinga preservada e em caatinga antropizada, na profundidade 0-5 metros. Foi identificado como sendo Cambissolo Háplico Ta Eutrófico típico, seguindo a classificação taxonômica de solos do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, desenvolvido pelo Centro Nacional de Pesquisa de Solos (CNPS) da EMBRAPA. As análises físico-químicas foram realizadas no laboratório da EMBRAPA SEMIÁRIDO, de acordo com o Manual de Métodos de Análise de Solo da Embrapa.
As amostras foram conduzidas ao Laboratório de Espectrorradiometria do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Terra e do Ambiente da Universidade
Estadual de Feira de Santana, peneiradas com malhas de 2,00 mm, secas ao ar livre por oito horas e dispostas em placas de Petri. Em seguida, foram realizadas leituras dos dados espectrais das amostras com o equipamento Espectrorradiômetro FieldSpec® 4 Hi-Res, resolução espectral de 450-2500nm, por meio da sonda de contato, resultando em oito curvas espectrais, referentes à quantidade total de amostras analisadas, das quais duas foram escolhidas para discussão dos resultados, utilizando como critério a maior discrepância na comparação da resposta espectral dos solos preservado e antropizado.
Foram utilizados os softwares RS2 para converter as medidas de radiância das amostras de solos em fatores de reflectância, o TSG professional para identificação dos minerais presentes nas amostras, e o ENVI 4.8 para construção da Biblioteca Espectral e observação das curvas espectrais, para levantamentos pedológicos.
Resultados
As curvas que compõem a Biblioteca Espectral para Cambissolo Háplico Ta Eutrófico antropizado e preservado em Irecê estão dispostas no gráfico da figura 02. Observa-se que, existem picos de absorção em 670 nm, 1415 nm, 1915 nm e 2210 nm nas duas curvas espectrais. A curva do solo antropizado apresentou alta intensidade de reflectância em toda a faixa do espectro, quando comparada à curva espectral do solo preservado. Os dados apresentaram ainda, sutis absorções nas faixas correspondentes a 480 nm, 610 nm e 670 nm, observadas especialmente na curva do solo preservado.
Figura 02 – Curvas Espectrais dos solos Antropizado e Preservado
Figura 03 – Valores dos picos de absorção indicados pelo software TSG Professional
Discussão de Resultados
A partir da análise visual do gráfico (figura 02), observa-se que, as curvas espectrais dos solos antropizado e preservado são praticamente idênticas em termos de
feições de absorção, apresentando picos de absorção em 1415 nm, 1915 nm e 2210 nm devido à presença de caulinita, identificada pelo software TSG Professional (figura 03). Esse comportamento é causado pelas vibrações das moléculas de H2O e grupos OH presentes na estrutura desse mineral (Venturieri, 2007, Dalmolin, 2005). A resposta espectral do solo antropizado, na faixa de 400 a 2500 nm foi de alta intensidade de reflectância em relação à curva espectral do solo preservado, indicativo do baixo teor de matéria orgânica, segundo (Venturieri, 2007), presente na amostra de solo antropizado quando comparado ao solo preservado. De acordo com as análises físico-químicas realizadas, a concentração de silte é maior em relação às concentrações de argila e areia, informação confirmada nas curvas espectrais, devido às sutis absorções nas faixas características desse componente, que são 480 nm, 610 nm e 670 nm (Dalmolin, 2005), observadas especialmente na curva do solo preservado, que, segundo as análises físico-químicas, tem maior teor de silte comparado ao solo antropizado. Diante da significativa concentração de argila, ocorrem regiões de absorção em 670 nm, e próximo às absorções em 1415 nm, 1915 nm e 2210 nm, influenciadas por essas partículas devido a atração do vapor d’água provocada pelas mesma na superfície do solo (Dalmolin, 2005).
Conclusão
A partir da comparação das curvas espectrais em amostras de Cambissolo Háplico Ta Eutrófico preservado e antropizado, verificou-se reduções dos teores de silte e matéria orgânica no solo que sofreu intervenção humana, sendo possível sugerir o efeito da ação antrópica como causa para alteração dos constituintes pedológicos.
Ainda, ficou constatado que, a resposta espectral pedológica é nitidamente influenciada pelos teores de alguns constituintes do solo, como a matéria orgânica,
umidade, textura do solo, além também, da presença de minerais, que no caso do Cambissolo em análise, é o argilo-mineral caulinita. Por fim, a Espectroradiometria mostra-se como técnica capaz de detectar tais processos de forma expedita.
Referências
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