Modelagem da retenção de água em solos sob clima subtropical usando funções de pedotransferência e redes neurais artificiais

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Fuentes Guevara, Miguel David
• Orientador(a): Timm, Luís Carlos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Manejo e Conservação do Solo e da Água
• Departamento: Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Agronomia; FPTs; Bacia hidrográfica; Retenção de água; Água no solo
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO::MANEJO E CONSERVACAO DO SOLO
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9110

As funções de pedotransferência (FPTs) surgem como uma alternativa para estimar a retenção de água no solo a partir de atributos do solo mais facilmente disponíveis nos bancos de dados de solo. As redes neurais artificiais (RNAs) são uma ferramenta que possibilita a geração de FPTs que melhoram esta estimativa. Portanto, o objetivo do presente estudo foi explorar as ferramentas que permitem a avaliação e geração de FPTs para estimar a retenção de água no solo em escala de bacia hidrográfica. Para isso, a área de estudo selecionada foi a bacia hidrográfica Arroio Pelotas (BHAP) localizada no sul do estado do Rio Grande do Sul. Na bacia foram estabelecidos 100 pontos amostrais ao longo de uma transecção espacial de 25 km, nos quais se coletaram amostras de solo na profundidade de 0-20 cm para determinação dos atributos do solo, oriundos do trabalho de dissertação da Luciana Oliveira e atributos topográficos. Assim, obtiveram-se dados do teor de argila, silte e areia, densidade do solo, densidade de partículas, macroporosidade, microporosidade, carbono orgânico, retenção de água no solo nos potenciais 0, -1, -6, -10, -33, -100 e -1.500 kPa, elevação, aspecto, declividade, curvatura plana, curvatura do perfil, e curvatura do terreno. O primeiro estudo foi a avaliação da transferibilidade de FPTs desenvolvidas em outras condições climáticas na estimativa da retenção de água no solo nos potenciais de -33 e 1.500 kPa. A escolha das melhores FPTs foi feita de acordo com a proximidade na estimativa da taxa de variação da evapotranspiração real, obtendo-se como melhor FPT a desenvolvida por Veerecken et al. (1989). O segundo estudo foi a geração de uma FPT pseudo-contínua (FPT-PC) mediante a técnica de RNAs para estimar a retenção de água no solo nos diversos potenciais matriciais. Para isso, foi gerado um banco de dados de solo pela junção dos dados da BHAP e 105 dados coletados em um grid na sub-bacia hidrográfica de cabeceira Sanga Ellert/Canguçu-RS a qual está inserida na BHAP e no município de canguçu. A técnica de random search foi usada no intuito de explorar os efeitos dos hiperparâmetros da rede, selecionar os atributos de entrada e obter um modelo que melhore as estimativas da retenção de água no solo. O melhor conjunto de atributos de entrada na RNA foi densidade do solo, carbono orgânico, microporosidade, argila, curvatura do terreno e plano de curvatura do terreno. Assim, o modelo com melhor desempenho para estimar a retenção de água no solo para o conjunto de todos os potenciais matriciais teve a configuração de hiper-parâmetros: semente = 98,186; taxa de aprendizado = 0,2; número de épocas = 5.000; e momento = 0.2, obtendo métricas estatísticas de desempenho r² = 0,73; ME = 0,052 cm3 cm-3; e RMSE = 0,065 cm3 cm-3 .