Padrão espectral de cultivares de soja por meio de perfis temporais do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI)

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo H_Peruzzo De Lima.pdf: 4355288 bytes, checksum: 7a30c90530431576795c16cccbc00337 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21

The economic importance of the soy culture demands the development of techniques that allow monitoring the development conditions of large-scale cultures. In this context crop monitoring by remote sensing is a tool with great potential. This monitoring is accomplished by vegetation indices, being commonly used the Normalized Difference Vegetation Index - NDVI. The temporal profiles of NDVI indicate the temporal evolution of biomass, which enables to monitor the phenological development, the duration of growth period, the vegetative peak, the physiological changes of leaves, and the periods of culture senescence. Thus, the aim of this study was analyzing the relations of the spectral response of soybean cultivars with their phenological development by NDVI. To accomplish this, two experiments were carried out within the Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola - COODETEC, in Cascavel, in the state of Paraná. To study plants growth habits and different development cycles, five soy cultivars were used. Furthermore, two irrigation regimes were also tested: the normal one (N), in which there was no water stress, and the water stress regimen (CEH). For experiment 1, NDVI data was collected, while for experiment 2, NDVI and Leaf Area Index (LAI) data were collected. These elements were analyzed by comparative charts of the temporal evolution of NDVI profiles for cultivars, considering treatments N and CEH. The mean ratios were compared using the t-student test at the 5% significance level. The relation between NDVI of each cultivar with their respective phenological development stage was also established. For experiment 2, models of simple linear regression were generated between NDVI and LAI for each cultivar and irrigation condition. For experiment 1, the temporal profile of NDVI described the normal behavior of the culture in the first days after sowing (DAS), and it showed values close to 0.2; as the plants developed, the NDVI values increased until the maximum value, close to 0.9. Determinate cycle cultivars obtained maximum NDVI at 56 DAS and V7 stage, while cultivars of indeterminate cycle obtained NDVI maximum at 70 DAS and V8 stage. In general, normal water regime treatments showed higher NDVI than water stress treatments. Regarding the experiment 2, coefficients of determination from 0.50 to 0.86 were found. The NDVI was efficient in monitoring soybean culture development. Thus, functions set between NDVI and LAI can be used for monitoring the crop.

A importância econômica da cultura da soja requer o desenvolvimento de técnicas que possibilitem o monitoramento das condições de desenvolvimento de culturas em larga escala. Neste contexto, o monitoramento agrícola por sensoriamento remoto é uma ferramenta com muito potencial. Este monitoramento é realizado por meio de índices de vegetação, sendo mais utilizado o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada NDVI. Os perfis temporais do NDVI indicam a evolução temporal da biomassa, permitindo monitorar o desenvolvimento fenológico, a duração do período de crescimento, o pico vegetativo, as mudanças fisiológicas das folhas e os períodos de senescência das culturas. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi analisar a relação da resposta espectral de cultivares de soja com seu desenvolvimento fenológico por meio do NDVI. Para tanto, foram realizados dois experimentos nas dependências da Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola COODETEC, no município de Cascavel PR. Buscando estudar plantas com hábitos de crescimento e ciclos de desenvolvimento distintos, foram utilizadas cinco cultivares de soja. Além disso, também foram testados dois regimes de irrigação, o normal (N) em que não houve estresse hídrico e o regime com estresse hídrico (CEH). Para o experimento 1, foram coletados dados de NDVI e para o experimento 2, foram coletados dados de NDVI e Índice de Área Foliar IAF. Os dados foram analisados por meio de gráficos comparativos da evolução temporal dos perfis de NDVI para as cultivares, considerando os tratamentos N e CEH. As médias dos índices foram comparadas pelo teste t-student, ao nível de 5% de significância. Também foi verificada a relação entre o NDVI de cada cultivar com o seu respectivo estádio de desenvolvimento fenológico. Para o experimento 2, foram gerados modelos de regressão linear simples entre NDVI e IAF para cada cultivar e condição de irrigação. Para o experimento 1, o perfil temporal do NDVI descreveu o comportamento normal da cultura, nos primeiros dias após a semeadura (DAS), e apresentou valores próximos a 0,2; à medida que as plantas se desenvolveram, os valores de NDVI aumentaram até o valor máximo, próximo de 0,9. As cultivares de ciclo determinado obtiveram NDVI máximo aos 56 DAS e estádio V7 e as cultivares de ciclo indeterminado obtiveram NDVI máximo aos 70 DAS e estádio V8. De maneira geral, os tratamentos do regime hídrico normal apresentaram NDVI superiores ao tratamento com estresse hídrico. Em relação ao experimento 2, foram encontrados coeficientes de determinação de 0,50 a 0,86. Verificou-se que o NDVI foi eficiente no monitoramento do desenvolvimento cultura da soja e conclui-se que as funções ajustadas entre o NDVI e IAF podem ser utilizadas para o monitoramento dessa cultura.