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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76979
Type: | Tese |
Title: | Reuse of sediments from surface reservoirs for agricultural production in the Brazilian semiarid region: plant growth, spatio-temporal variability, economic analysis, regulatory barriers and mapping of its attributes by remote sensing |
Other Titles: | Reutilização de sedimentos de reservatórios superficiais para produção agrícola no semiárido brasileiro: crescimento de plantas, variabilidade espaço-temporal, análise econômica, barreiras regulatórias e mapeamento de seus atributos por sensoriamento remoto |
Authors: | Braga, Brennda Bezerra |
Advisor: | Medeiros, Pedro Henrique Augusto |
Co-advisor: | Foerster, Saskia |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Agricultura sustentável;Reutilização de solo depositado;Ciclagem de nutrientes;Espectroscopia do solo;Índices espectrais;Estatística multivariada |
Keywords in English : | Sustainable agriculture;Deposited soil reuse;Nutrients cycling;Soil spectroscopy;Spectral indices;Multivariate statistical |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA |
Issue Date: | 2024 |
Citation: | BRAGA, Brennda Bezerra. Reuse of sediments from surface reservoirs for agricultural production in the Brazilian semiarid region: plant growth, spatio-temporal variability, economic analysis, regulatory barriers and mapping of its attributes by remote sensing. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Este estudo explorou o potencial de reutilização de sedimentos de reservatórios superficiais localizados no semiárido brasileiro como condicionador de solo para a produção agrícola, a fim de reduzir a demanda por fertilizantes químicos de alto consumo por meio da substituição de sedimentos. A tese está dividida em três capítulos organizados no formato de artigos científicos. O primeiro capítulo (I) avalia: a heterogeneidade das propriedades físico-químicas dos sedimentos em escala regional e o efeito do substrato contendo sedimentos sobre o crescimento e a fisiologia do milho. Em geral, os resultados mostraram que os sedimentos dos reservatórios em regiões semiáridas têm maior teor de nutrientes em comparação com o solo. Os sedimentos aumentaram o teor de clorofila das folhas, a taxa de fotossíntese e o crescimento em relação ao tratamento de controle contendo apenas solo. Além disso, não houve diferenças significativas entre a produção de biomassa e a extração de nutrientes das plantas com a maior dose do sedimento mais enriquecido em comparação com o tratamento com fertilizante químico. No capítulo dois (II), foram analisados a variabilidade do sedimento, os benefícios econômicos e ambientais e as barreiras regulatórias para a aplicação da prática. Também realizamos uma análise de custo-benefício da reutilização de sedimentos de reservatórios, em face da última crise econômica global. A análise da dinâmica do volume dos reservatórios mostrou que o sedimento tem sido exposto com frequência e por longos períodos de tempo, permitindo sua escavação. A variabilidade espaço-temporal das características físico-químicas do sedimento pode ser um obstáculo à ampliação da prática. O capítulo três concentrou-se no mapeamento de propriedades físico-químicas de solos e sedimentos de reservatórios da região semiárida brasileira por meio de dados multi e hiperespectrais. Concluímos que a combinação de espectroscopia de refletância com técnicas estatísticas multivariadas parece ser uma abordagem eficaz para prever a condutividade elétrica, o carbono orgânico e o teor de argila de solos e sedimentos de reservatórios em regiões semiáridas. |
Abstract: | This study explored the potential of sediment reuse from surface reservoirs located in the Brazilian semiarid region as a soil conditioner for agricultural production, to reduce the demand for high-consumption chemical fertilizers through sediment replacement. The thesis is divided into three chapters organized in the format of scientific papers. The first chapter (I) evaluates: the heterogeneity of sediments physicochemical properties at regional scale and the effect of the substrate containing sediment on the growth and physiology of maize. In general, the results showed that reservoirs sediments in semiarid regions have higher nutrient contents compared to soil. Sediments increased the leaves' chlorophyll content, photosynthesis rate and growth in relation to the control treatment containing only soil. Additionally, there weren’t significant differences between the biomass production and plants' nutrients extraction with the largest dose of the most enriched sediment when compared to the treatment with chemical fertilizer. In the chapter two (II) the sediment variability, the economic and environmental benefits and regulatory barriers for applying the practice were analyzed. We also conducted a cost-benefit analysis of reservoir sediment reuse, in face of the latest global economic crisis. The analysis of the reservoirs’ volume dynamics showed that the sediment has been exposed frequently and for long time periods, enabling its excavation. Spatio-temporal variability of the physical-chemical characteristics of the sediment may be an obstacle to extending the practice. Chapter three focused on mapping physicochemical properties of soils and reservoirs sediments from the Brazilian semiarid region by multi- and hyperspectral data. We concluded that the combination of reflectance spectroscopy with multivariate statistical techniques seems to be an effective approach for predicting electrical conductivity, organic carbon and clay content of soils and reservoir sediments in semi-arid regions. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76979 |
Author's ORCID: | https://orcid.org/0000-0001-5922-4584 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/0982317513941443 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-4879-3148 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/4970091740105771 |
Co-advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0001-7752-7394 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | PPGENA - Teses defendidas na UFC |
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