Spatial variability of soil physical parameters and spectral response of irrigated crop beans, in aerial images

O presente trabalho teve como objetivos: (a) estudar a variabilidade dos componentes granulométricos e do potencial da água no solo; e (b) avaliar a viabilidade de utilização de fotografias aéreas no formato digital para o manejo da irrigação, através do comportamento espectral das plantas em função da variabilidade espacial de alguns atributos do solo. A cultura utilizada foi o feijão (Phaseolus vulgaris L.), irrigado por aspersão tipo pivô central. O ensaio foi realizado na área experimental do Departamento de Agricultura da ESALQ/USP, em Piracicaba (SP) e o plantio foi feito em 26 de março de 1997. Foram instalados 188 tensiômetros numa malha irregular, a uma profundidade de 0,20m segundo as linhas em nível da semeadura e entre plantas. À mesma profundidade e a 0,20m dos tensiômetros, foi retirado igual número de amostras de solo para análise granulométrica. Realizaram-se 4 missões de vôo para a obtenção das fotografias aéreas a uma altura aproximada de 350m, aos 45, 52, 60 e 85 dias após o plantio. Paralelamente, fez-se a leitura dos tensiômetros. Os atributos do solo foram analisados pela estatística clássica ou de Fisher; utilizou-se a análise exploratória de dados para a definição de valores periféricos e, finalmente, aplicou-se a teoria das variáveios regionalizadas para conhecer a estrutura espacial das variáveis. As fotografias aéreas foram transformadas para o formato digital utilizando-se um "scanner" HP ScanJet-4c. Em seguida, foi utilizado o "software" Idrisi (Versão 1.0) para fazer as correções geométricas pelo método dos vizinhos mais próximos, bem como a classificação. Foi utilizada a classificação não-supervisionada, através da análise de agrupamentos ("Cluster"), fazendo-se três agrupamentos para cada imagem tratada. Os resultados mostraram dependência espacial do conteúdo de argila e areia e do potencial mátrico, tendo-se ajustado aos semivariogramas de argila e areia um modelo esférico e, o modelo exponencial foi modal para os semivariogramas do potencial mátrico. Foram gerados mapas de isolinhas e de três dimensões utilizando-se a técnica da krigagem. Não houve correlação linear entre o valor digital dos "pixels" das imagens nos pontos tensiométricos e os atributos do solo. Aplicou-se a teoria das variáveis regionalizadas ao valor dos "pixels", encontrando-se dependência espacial da resposta espectral da culturaThis work was made with the following objectives: (a) to study, in the experimental area, the spatial variability of texture and matric potential of soil water and; (b) to evaluate the feasibility to use aerial photographs in digital format for irrigation management, by the spectral response of pIants caused by the spatial distribution of some soil parameters. It was uti1ized a bean crop (Phaseolus vulgaris L.), irrigated by center pivot. The experiment was carried out in the experimental area of the Department of Agriculture of ESALQIUSP, in Piracicaba (SP, Brazil) and the planting was made in March 26, 1997. One hundred and eighty eight tensiometers were installed in an irregular grid at depth of 0.20m in the lines of planting and between pIants. Soil samples was obtained in each point of tensiometer (0.20m apart) at the same depth, for granulometric analysis. Four flying missions were made using an small airplane at 45, 52, 60 and 85 days after planting. Tensiometers reading were made at the same time. The physical soil parameters were analyzed by the classic or Fisher statistic; exploratory data analysis for defining outliers data and the regionaIized variables theory. The aerial photos were transformed into digital format through an HP ScanJet-4c scanner. Using the Idrisi software (v.1) a geometric corrections was performed by the nearest neighbor method as well as a digital cIassification utilizing an unsupervised method (cluster analysis). It was found spatial structure for clay, sand and matric potential and the spherical model was fitted for the texture and the exponential model was modal for the matric potential. There was no linear correlation between soil parameters and the pixels values. Regionalized variables were used with the pixels values and it was found structure dependence of the pIants spectral response