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Tipo do documento: Dissertação
Título: Agrominerais e sensoriamento proximal: avaliação e predição de atributos químicos em solo ácido
Autor: Ferreira, Higo Batista 
Primeiro orientador: Souza, Deorgia Tayane Mendes de
Primeiro membro da banca: Ribeiro, Tatiana Silva
Segundo membro da banca: Rocha, Washington de Jesus Sant’Anna da Franca
Resumo: O uso de agrominerais no setor agrícola tem sido uma alternativa promissora na disponibilidade de macro e micronutrientes que estes podem disponibilizar ao solo, impactando positivamente na qualidade nutricional dos alimentos. Por meio da rochagem, a técnica de fertilização que se utiliza do pó de rocha de agrominerais é possível garantir uma fertilidade eficiente dos solos além de reduzir o uso de insumos químicos. A presente pesquisa tem por objetivo, analisar o comportamento químico e espectral de solos submetidos a teste de incubação com pó de rocha carbonática fosfatada como alternativa sustentável de remineralização. A metodologia adotada perpassa por três etapas, sendo a primeira com atividades de campo para coleta de rocha e solos nos municípios de Irecê e Feira de Santana - Bahia, respectivamente. A segunda com etapas laboratoriais no processo de preparo das amostras, coleta de dados químicos, DRX e espectrais, recomendação para fertilização fosfatada com uso de pó de rocha (PR) e fosfato monoamônico (MAP) e montagem das estações experimentais, com um total de 105 unidades – 50 para cada material e 5 testemunhos, com aplicações de dois materiais (PR e MAP) e cinco doses progressivas para cada uma. A terceira etapa consistiu no processo de acompanhamento e coleta mensal de amostras em um período de 120 dias, análises químicas e espectrais a cada 30 dias e posterior construção de um banco de dados e por fim a análise e interpretação. Os resultados foram apresentados em dois artigos, sendo o primeiro com o objetivo de avaliar, temporalmente, as alterações químicas de solos ácidos submetidos à incubação com doses de pó de rocha carbonática fosfatada e fertilizante sintético monoamônico e seus efeitos na fertilidade. Nele foram gerados gráficos e análises temporáis do comportamento de pH e macronutrientes do solo testado. Os resultados apresentaram: i) alterações no pH por material, dose e tempo analisado, sendo as doses com PR os melhores pH. ii) outros parâmetros químicos como o SB e macronutrientes foram analisados, e as amostras com PR apresentaram os melhores resultados, ainda que tenham evidenciado também os desbalanço de nutrientes, predominando o Ca e P, devido a própria composição do PR incubado. Diferente das amostras com MAP, que acidificaram o solo e reduziram a gradativamente a concentração de nutrientes. Foi constatado que as melhores condições para a fertilidade foram apresentadas pelas amostras incubadas com PR. O segundo artigo teve como objetivo aplicar modelos preditivos (PLSR e RF) a partir de dados espectrais para detecção de fósforo e pH em solos submetidos a incubação com diferentes materiais fosfatados. Foram utilizados os modelos PLSR e Random Forest (RF) e aplicações de seis préprocessamentos espectrais – R, SMO, SNV, MSC, CR e AB. Os resultados mostraram que: i) para o pH, ambos os modelos apresentaram bons resultados. O comportamento químico pouco variável pode ter influenciado em maior homogeneidade e melhores desempenhos. ii) o fósforo evidenciou a necessidade de processamentos para predição, devido a principalmente, suas variações nas concentrações químicas. iii) os resíduos para pH em PLSR apresentou variações e menores enviesamentos ao erro. Já o RF para pH e fósforo apresentou padrões de erros, associados ao comportamento químico das amostras. Com isso, o PLSR foi melhor para a predição do pH e o RF para o fósforo. Além disso, os modelos preditivos apresentaram uma alternativa inovadora na avaliação de insumos de caráter agromineral. Com isso, foi possível aliar técnicas de manejos sustentáveis com técnicas radiométricas analíticas na promoção e desenvolvimento de pesquisas que minimizem cada vez mais os impactos sobre o meio ambiente.
Abstract: The use of agrominerals in the agricultural sector has emerged as a promising alternative for supplying macro- and micronutrients to soils, thereby positively influencing the nutritional quality of food. Through rock fertilization, a technique that employs agromineral rock powders, it is possible to enhance soil fertility while reducing the reliance on chemical inputs. The present research aimed to analyze the chemical and spectral behavior of soils subjected to incubation tests with carbonatic phosphate rock powder as a sustainable alternative for soil remineralization. The methodology comprised three main stages. The first stage involved field activities, including the collection of rock material and soil samples from the municipalities of Irecê and Feira de Santana, Bahia, Brazil, respectively. The second stage consisted of laboratory procedures, including sample preparation, chemical, X-ray diffraction (XRD), and spectral data acquisition, recommendations for phosphate fertilization using rock powder (RP) and monoammonium phosphate (MAP), and the establishment of experimental units. A total of 105 experimental units were assembled, including 50 units for each material and five control treatments, with applications of two materials (RP and MAP) and five progressive doses for each source. The third stage involved monitoring and monthly sampling over a 120-day incubation period, with chemical and spectral analyses conducted every 30 days, followed by database construction, data analysis, and interpretation. The results were presented in two scientific articles. The first article aimed to evaluate, over time, the chemical changes in acidic soils incubated with increasing doses of carbonatic phosphate rock powder and monoammonium phosphate fertilizer, and their effects on soil fertility. Temporal analyses and graphical representations of soil pH and macronutrient behavior were generated. The results indicated: (i) variations in soil pH as a function of material, dose, and incubation time, with RP treatments exhibiting the most favorable pH values; (ii) other chemical parameters, such as sum of bases (SB) and macronutrients, also showed improved values in RP-treated samples, although nutrient imbalances were observed, with predominance of Ca and P due to the intrinsic composition of the incubated rock powder. In contrast, MAP-treated samples intensified soil acidification and gradually reduced nutrient concentrations. Overall, the most favorable soil fertility conditions were observed in samples incubated with rock powder. The second article aimed to apply predictive models—Partial Least Squares Regression (PLSR) and Random Forest (RF)—using spectral data to estimate phosphorus and pH in soils incubated with different phosphate sources. Six spectral preprocessing techniques were applied: reflectance (R), smoothing (SMO), standard normal variate (SNV), multiplicative scatter correction (MSC), continuum removal (CR), and absorbance (AB). The results showed that: (i) for soil pH, both models exhibited good predictive performance, likely due to the relatively low variability in chemical behavior, which contributed to greater homogeneity and improved model accuracy; (ii) phosphorus prediction required spectral preprocessing, mainly due to its higher variability in chemical concentrations; (iii) PLSR residuals for pH showed lower bias and more stable error distribution, whereas RF models for both pH and phosphorus exhibited error patterns associated with the chemical behavior of the samples. Consequently, PLSR performed better for pH prediction, while RF showed superior performance for phosphorus estimation. In addition, the predictive models demonstrated an innovative alternative for evaluating agromineralbased inputs. Thus, this study successfully integrated sustainable soil management practices with analytical radiometric techniques, contributing to the development of research approaches aimed at minimizing environmental impacts.
Palavras-chave: Fertilidade
Rochagem
Sensoriamento hiperespectral
Solos
Soil fertility
Rock dusting
Hyperspectral sensing
Soils
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Feira de Santana
Sigla da instituição: UEFS
Departamento: DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS
Programa: Programa de Pós-Graduação em Modelagem em Ciências da Terra e do Ambiente
Citação: FERREIRA, Higo Batista. Agrominerais e sensoriamento proximal: avaliação e predição de atributos químicos em solo ácido, 2025, 95 f., Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Modelagem em Ciências da Terra e do Ambiente, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/2060
Data de defesa: 11-Mar-2025
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