Programa e Resumos - I Congresso Ibérico de Ciência do Solo 2004

I Congresso Ibérico da Ciência do Solo – 15 a 18 de Junho de 2004, Bragança, Portugal
Utilização de um modelo de redes neuronais na simulação da lixiviação
de nitrato-N de origem agrícola num arenossolo.
Ana Sofia Abreu 1 , Shiv O. Prasher 2 & Rui Marçal Fernando 1
1 Dep. Engenharia Rural, Instituto Superior de Agronomia, Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa,
Portugal, Telf: 213653481, e-mail: sofiaabreu@isa.utl.pt
2 Dep. Agricultural & Biosystems Engineering, McGill University, Ste-Anne-de-Bellevue, Quebec,
Canada
Resumo
Comunicação: Oral
Neste estudo foi desenvolvido um modelo de Redes Neuronais, denominado
REDENITRA, que simula as cargas de nitratos adicionadas a aquíferos subterrâneos
superficiais, através de um arenossolo. Considerando que um dos maiores problemas
associados à aplicação destes modelos reside na falta de dados exprimentais, necessários
para a sua construcção e treino, optou-se pelo modelo de base física Root Zone Water
Quality Model (RZWQM), da USDA, para gerar os vectores de input e output da rede.
Este modelo tem em conta os principais processos fisicos, químicos e biológicos, que
ocorrem na zona de enraizamento, tendo sido utilizado para simular o transporte
simultâneo de água e nitrato em zonas saturadas e insaturadas do solo.
Na metodologia apresentada caracterizou-se um sistema agrícola contituído por uma
cultura de milho grão plantada num aluviosolo antigo, de textura arenosa, pobre em
matéria orgânica, capacidade de troca catiónica baixa, elevada transmissividade, e com
rega por sulcos. Depois de parameterizar o RZWQM para este sistema criaram-se
diferentes cenários de rega e fertilização azotada, tendo em conta uma série de trinta
anos de dados metereológicos, recolhidos na Estação Metereológica de Portalegre,
Portugal. A rega foi definida de acordo com as necessidades hídricas da cultura e a
fertilização de acordo com as práticas tradicionais, tendo sido aplicado estrume, nitrato
e urea. No desenvolvimento do modelo REDENITRA defeniu-se a melhor arquitectura
e composição do vector de dados de input e output, utilizando uma abordagem de
“error-and-trial” e analisou-se a existência de correlação estatística entre os resultados
obtidos com a rede e os simulados pelo modelo RZWQM.
Os resultados obtidos mostram que o REDENITRA pode reproduzir satisfatóriamente a
resposta do modelo RZWQM na predição da quantidade de nitrato que lexívia da zona
de raiz para as águas subterrâneas, para o sistema agrícola em estudo. Atendendo ainda
a que modelos como o REDENITRA necessitam apenas de uma quantidade reduzida de
inputs e que o tempo de execução é muito inferior ao do RZWQM, concluiu-se também
que modelos de redes neuronais podem constituir uma alternativa á utilização de
modelos deste tipo.
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