Resposta espectral da canola ao longo do ciclo em função da adubação nitrogenada

Abstract

O objetivo da pesquisa foi caracterizar o padrão espectral da canola ao longo do ciclo em função de diferentes níveis de adubação nitrogenada. Para isto, foram instalados experimentos nas safras de 2013 e 2014, em área experimental pertencente a EMBRAPA Trigo, em Coxilha, RS. O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro repetições, sendo os tratamentos cinco doses de adubação nitrogenada: 10, 20, 40, 80 160 kg ha-1 de N. O comportamento espectral foi caracterizado por meio de medições com espectrorradiômetro (sensoriamento remoto passivo) e com o sensor Greenseeker (sensoriamento remoto ativo). A partir das medições com espectrorradiômetro, foram calculados os índices de vegetação razão simples (SR), índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), índice de vegetação realçado (EVI), índice de vegetação ajustado ao solo (SAVI) e índice de vegetação por diferença normalizada verde (GNDVI). Também foram obtidos dados de matéria seca da parte aérea, índice de área foliar (IAF), fenologia e rendimento de grãos da canola. Por fim, foram estabelecidas correlações entre os dados espectrais, dados de matéria seca da parte aérea e rendimento de grãos de canola. Os resultados mostraram que a canola apresenta curvas de reflectância com padrão típico de culturas anuais: baixa reflectância no visível e alta no infravermelho, com variações de amplitude ao longo do ciclo associadas às mudanças estruturais do dossel. Os perfis temporais dos índices de vegetação apresentaram dois picos máximos, um antes e outro após o florescimento, o que pode ser usado para distinguir a canola de outras culturas anuais. A adubação nitrogenada em cobertura causou variações no IAF e no rendimento de grãos. Já o acúmulo de matéria seca da parte aérea, nas condições experimentais ocorridas, não variou em função das doses de adubação nitrogenada aplicadas em cobertura. Associado às variações no dossel, as diferentes doses de N causaram diferenças na reflectância do mesmo, as quais foram percebidas, principalmente, nos índices de vegetação SR, GNDVI e NDVI obtido com sensor Greenseeker. Entre as bandas do espectro eletromagnético estudadas, as que melhor se correlacionaram com a quantidade de matéria seca da parte aérea da canola, foram as bandas do vermelho e infravermelho próximo, durante o período vegetativo do ciclo de produção. Os índices com melhores respostas foram SR, EVI e SAVI também no período vegetativo. Para estudos do rendimento de grãos, os índices com melhores respostas foram o SAVI e o GNDVI.

The objective of the research is to characterize the spectral pattern of Canola throughout the cycle by having different levels of nitrogen fertilization. To do so, some experiments are taken from the harvests of 2013 and 2014. These ones belong to an experimental area at EMBRAPA wheat (Brazilian company that researches agriculture) in Coxilha (a city in South of Brazil). Randomized block design is used with four replications and treatments with five doses of nitrogen fertilization: 10, 20, 40, 80 160 kg ha-1 of N. The spectral behavior is characterized by measurement with spectroradiometer (passive remote sensing) and the Greenseeker sensor (active remote sensing). From the measurements of spectroradiometer, the simple ratio (SR), the normalized difference vegetation index (NDVI), enhanced vegetation index (EVI), soil-adjusted vegetation index (SAVI) and green normalized difference vegetation index (GNDVI) were calculated. As another way of measurement, shoot dry matter data, leaf area index (LAI), phenology and yield of canola grain were obtained. As results, canola shows reflectance curves with the typical pattern of annual crops: low spectral reflectance and high spectral reflectance in infrared with variations in amplitude over the cycle associated with structural changes of the canopy. The temporal types of vegetation indices have two maximum peaks, one before and one after blossoming, which can be used to distinguish canola than the other annual crops. The nitrogen fertilization coverage causes variations in IAF and grain yield, wherein the highest yield is at a dose of 100 kg ha-1 of N. But the accumulation of shoot dry matter, that occurred in experimental conditions, did not vary according to nitrogen fertilization rates applied in coverage. Different levels of nitrogen cause differences in reflectance of the canopy and these ones are associated with its variations, which are perceived mainly in rates of SR vegetation, GNDVI and NDVI obtained with Greenseeker sensor. Between the bands of the electromagnetic spectrum studied, those that the best correlated with the amount of shoot dry matter of canola are the bands of red and near-infrared, during the growing season of the production cycle. Indexes with the best responses are SR, EVI, and SAVI also in the growing season. Considering the yield studies, the indices with the best responses are SAVI and GNDVI that use the method of sum of the index throughout the production cycle.