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Tese

Fine scale mapping of phosphorus stocks in brazilian soils by geotechnologies: implications for a sustainable agriculture (2024)

  • Authors:
  • Autor USP: ROSAS, JORGE TADEU FIM - ESALQ
  • Unidade: ESALQ
  • Sigla do Departamento: LSO
  • DOI: 10.11606/T.11.2024.tde-09052024-072213
  • Subjects: AGRICULTURA SUSTENTÁVEL; APRENDIZADO COMPUTACIONAL; FÓSFORO; MAPEAMENTO DO SOLO; SENSORIAMENTO REMOTO; SOLO TROPICAL
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: O fósforo, um nutriente essencial para a vida e crucial para a agricultura, é extraído de reservas minerais não renováveis, levantando preocupações sobre a sustentabilidade. Portanto, o mapeamento dos estoques de fósforo no solo é vital para a gestão eficiente desse recurso e para a sustentabilidade do planeta. Entretanto, mapear esses estoques em grandes áreas e alto nível de detalhes não é uma tarefa fácil. Felizmente, novas metodologias de mapeamento digital de solo (MDS) podem contribuir para a obtenção de mapas cada vez mais precisos. A hipótese central desta tese é que o uso de geotecnologias pode contribuir para o mapeamento dos estoques de P no Brasil, com elevada precisão. Esta tese foi dividida em dois artigos. O primeiro teve como objetivo mapear os principais óxidos da fração argila do solo, que estão intimamente relacionados aos estoques de P. Esses mapas foram utilizados como covariáveis preditoras dos estoques de P no segundo capítulo, cujo objetivo principal foi mapear os estoques de fósforo total (PT) e fósforo disponível (PD) no Brasil. Para mapear os principais óxidos da fração argila, usamos um conjunto de dados de modelagem com 5.330 observações. Seis variáveis espectrais obtidas da série histórica Landsat e sete atributos do terreno derivados de um modelo digital de elevação foram utilizados para determinar Fe2O3, Al2O3 e SiO2 usando o algoritmo Random Forest. As melhores previsões foram observadas para Fe2O3 na camada superficial (RMSE = 47,0, RPIQ =1,85 e R2 = 0,65), enquanto as menores previsões foram para SiO2 na camada subterrânea (RMSE = 66,7, RPIQ = 1,55 e R2 = 0,19). Os mapas dos óxidos na camada de 0-20 cm foram usados na predição dos estoques de P. Além desses óxidos, incluímos covariáveis ambientais relacionadas aos processos de formação do solo, como relevo, clima e organismos, e outros atributos, como por exemplo, carbono orgânico do solo e argila. Dividimos o Brasil em duas sub-regiões, representando áreas com cobertura nativa e áreas com cobertura antrópica. A partir disso, construímos modelos preditivos independentes para cada sub-região. Ao todo, 28.572 amostras para PD e 3.154 para PT foram usadas na modelagem. Nossos resultados mostraram que o Brasil possui um estoque de TP de 531 Mt e um estoque de AP de 17,4 Mt. As maiores médias de estoques de TP estão no bioma Mata Atlântica (73,8 g/m²), o que pode estar ligado aos maiores estoques de carbono orgânico no solo deste bioma. Os maiores estoques médios de AP estão no bioma Caatinga (2,51 g/m²) por apresentar solos mais jovens e com baixa capacidade de adsorção de fósforo. Descobrimos também que o uso de fertilizantes aumentou significativamente os estoques de AP, onde as áreas agrícolas sempre tiveram estoques de AP mais elevados do que as áreas nativas. A abordagem proposta foi capaz de quantificar os estoques de P do Brasil com distribuição espacial alinhada ao entendimento dos solos brasileiros. Além disso, foi possível mapear de forma inédita todoo território brasileiro com uma escala de 30m
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 19.02.2024
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI

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    Status:
    Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
    Versão do Documento:
    Versão publicada (Published version)
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    • ABNT

      ROSAS, Jorge Tadeu Fim. Fine scale mapping of phosphorus stocks in brazilian soils by geotechnologies: implications for a sustainable agriculture. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2024. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-09052024-072213/. Acesso em: 01 abr. 2026.

    • APA

      Rosas, J. T. F. (2024). Fine scale mapping of phosphorus stocks in brazilian soils by geotechnologies: implications for a sustainable agriculture (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-09052024-072213/

    • NLM

      Rosas JTF. Fine scale mapping of phosphorus stocks in brazilian soils by geotechnologies: implications for a sustainable agriculture [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-09052024-072213/

    • Vancouver

      Rosas JTF. Fine scale mapping of phosphorus stocks in brazilian soils by geotechnologies: implications for a sustainable agriculture [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-09052024-072213/

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