Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ronan Assumpcao.pdf: 1635695 bytes, checksum: 084afb104dd339cbac6751edc1408418 (MD5) Previous issue date: 2012-08-17 / Agriculture demands for various computing solutions, especially when refers to the Precision Agriculture (PA). Data Mining is one of the computing resources that can benefit the analysis of data from AP, which usually are georeferenced. However, there are limitations of algorithms and computational tools when it is need to group different characteristics also considering its geographical position. In this context, the aim of this work was to develop and implement algorithms that consider clustering and visualization of georeferenced attributes along with various attributes in the agricutural database. It was created a new computational tool for georeferenced agricultural data mining called Dager. The algorithms PAM, CLARA and CLARANS were implemented and, based on these two new algorithms, and GCLARA GCLARANS were developed and implemented in the tool. Besides the algorithms it was implemented a module for graphical visualization of clusters. For the experiments, a database obtained by Precision Farming and evaluation groups were employed statistical methods ANOVA and MANOVA. The result showed the mapping and visualization of regions within a field with similar characteristics, achieving the proposoal objectives. / A agricultura demanda de soluções computacionais diversas, especialmente quando refere-se ao segmento da Agricultura de Precisão (AP). A Mineração de Dados é um dos recursos computacionais que pode beneficiar a análise de dados de AP, os quais normalmente são georreferenciados. Porém, há limitação de algoritmos e ferramentas computacionais quando se tem necessidade de agrupar características diversas considerando também sua posição geográfica. Nesse contexto, o objetivo desta dissertação foi desenvolver e implementar algoritmos de agrupamentos e visualização que considerem atributos georreferenciados juntamente com atributos diversos em base de dados agrícolas. Para tanto, foi criada uma nova ferramenta computacional para mineração de dados agrícolas georreferenciados, denominada DAGER. Os algoritmos PAM, CLARA e CLARANS foram implementados e, com base nesses, dois novos algoritmos, GCLARA e GCLARANS foram desenvolvidos e implementados na ferramenta. Além dos algoritmos, foi implementado um módulo de visualização gráfica dos agrupamentos. Para a realização dos experimentos, foi utilizada uma base de dados agrícola obtida por processos de Agricultura de Precisão e para a avaliação dos grupos foram empregados os métodos estatísticos ANOVA e o MANOVA. O resultado apresenta o mapeamento e visualização de regiões dentro de uma lavoura com características semelhantes, atendendo aos objetivos propostos

Conhecer a resposta da cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L var. latifolium Hutch) à variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e seu comportamento espectral mediante doses variadas de fertilizantes pode ajudar a estabelecer estratégias de manejo do solo e da cultura, com melhor uso de corretivos e fertilizantes. Dentro deste contexto, este trabalho foi desenvolvido para: a) estudar a variabilidade espacial da fertilidade do solo, estado nutricional, população de plantas, número de estruturas reprodutivas e produtividade do algodoeiro em uma lavoura comercial; b) verificar as relações de causa e efeitos entre as variáveis estudadas; c) avaliar o efeito da variação de doses de nitrogênio na detecção do teor de nitrogênio foliar do algodoeiro utilizando propriedades de reflectância através de um sensor óptico ativo. Para isso, foram conduzidos dois experimentos diferenciados. O primeiro foi realizado numa lavoura comercial, localizada em Chapadão do Céu, GO. Os dados foram coletados numa área de 90 hectares, dividida numa malha com espaçamento regular de 100 m entre pontos, formando um retângulo com 10 colunas e 11 linhas. Para detectar a variação na pequena escala, foram feitas amostragens mais intensas com espaçamento de 33 m, formando 5 "ilhas", constituindo um total de 170 amostras. Os dados foram submetidos às análises estatísticas descritivas, geoestatística, interpolação através de krigagem ordinária e regressão pelo método "stepwise". A variabilidade expressa pelo coeficiente de variação foi baixa a moderada para todas as variáveis analisadas, com exceção de maçãs retidas e P no solo. Os resultados da análise geoestatística indicaram que os fatores de produção da cultura do algodoeiro apresentam, em sua maioria, dependência espacial e esta deve ser considerada quando da definição de esquemas de amostragem e práticas de manejo do solo e da cultura. A produtividade do algodoeiro foi significativamente afetada por N, P, Ca e Mg no tecido foliar e fração areia e argila do solo. O segundo experimento foi realizado na área experimental da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o aleatorizado em blocos, com cinco tratamentos (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N) e quatro repetições. Os dados do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e da razão simples vermelho/infravermelho próximo (V/IVP) foram coletados no período de 23 a 92 dias após a emergência (DAE) totalizando nove datas de coleta. Foram coletados também dados referentes ao índice de clorofila, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas. Os valores do NDVI apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, enquanto a relação V/IVP teve comportamento inverso, e a partir de 45 DAE, foram afetados significativamente pelas doses de N aplicadas. Relações significativas foram observadas entre os valores do NDVI e índice de clorofila e IAF. Aos 92 DAE o NDVI apresentou relação linear positiva e altamente significativa com o teor foliar de N. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de geoestatística e sensoriamento remoto podem auxiliar na tomada de decisões sobre as práticas de calagem e adubação em taxa variada na cultura do algodoeiro. / Know the cotton answer (Gossypium hirsutum L. var. latifolium Hutch) to the spatial variability of soil physical and chemical attributes and its spectral behavior by means of varied rates of nutrients can help to establish soil and crop management strategies, with better use of lime and fertilizers. This work was developed to: a) study the spatial variability of soil fertility, nutritional state, plants population, reproductive structures number and cotton yield in a commercial field; b) to study the relationships among those variables; c) to evaluate the effect of the variation of nitrogen levels on the detection of its content on cotton leaves using reflectance properties by an active optical sensor. Two differentiated experiments were conducted; the first one was located in a commercial field in Chapadão do Céu, GO. Data were collected in a area of 90 hectares, divided in a regular grid of 100 m with 10 columns and 11 lines. In order to detect the variation in the small scale, more intense samplings with spacing of 33 m were conducted forming 5 islands, constituting a total of 170 samples. The data were submitted to the descriptive statistical analysis, geostatistic, interpolation through ordinary kriging, and stepwise regression analysis. The variability expressed by variation coefficient were low to moderated for all analyzed variables, except for healthy bolls and soil P. Geostatistics analysis indicated that the crop cotton factors of production present, in its majority, spatial dependence and this should be considered when of the definition of sampling schemes and soil and crop management practices. Cotton yield was affected significantly by N, P, Ca and Mg in the leaves, as well as sand and clay fraction of the soil. The second experiment was accomplished in an experimental area at USP/ESALQ, in Piracicaba, SP. The experiment was conducted as a randomized block design and treatments consisted on five levels of nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 200 kg of N ha-1) with four replications. The readings of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI and the ratio Red/Near infrared (RED/NIR) were collected between 23 to 92 days after the emergency (DAE), with the total of 9 visits. Data referred to the chlorophyll index, leaf area index (LAI) and plants height were also collected. The values of NDVI presented a growing tendency along the period, while RED/NIR had an inverse behavior, being significantly affected by the rates of applied N, starting from 45 DAE. At 92 DAE, NDVI presented a positive linear relationship with leaves N content. Significant relationships were observed between the values of NDVI and chlorophyll index and LAI. The results obtained indicate that geostatistic techniques and remote sensing can help on management decisions for variable rate application of lime and fertilizers in cotton.

Os defensivos constituem grande parte do custo total dos insumos utilizados na produção agrícola. O alto consumo de defensivos reduz a lucratividade e aumenta os riscos de contaminação ao ambiente. Uma das alternativas que vêm sendo propostas para a redução da quantidade de defensivos utilizada na produção agrícola é o chamado "gerenciamento localizado das culturas", através do uso dos conceitos da Agricultura de Precisão. Máquinas destinadas à aplicação localizada de defensivos líquidos em doses e produtos variáveis já estão presentes no mercado; entretanto, seu alto custo inicial e alta capacidade operacional inviabilizam sua aquisição em propriedades de menor porte. No presente trabalho, um pulverizador convencional foi adaptado com válvulas solenóides para promover a aplicação do defensivo na estratégia "liga-desliga", utilizando uma dose fixa. Um programa computacional foi desenvolvido para executar o controle independente sobre cada uma das válvulas solenóides presentes nas duas seções de barra do pulverizador, em função das informações de um mapa de prescrição, contendo as coordenadas dos locais onde a aplicação deveria ocorrer. Um DGPS foi conectado ao sistema para informar a localização do trator no campo. O sistema foi submetido a um teste em condições reais de controle de plantas daninhas, as quais foram previamente georreferenciadas através do caminhamento do contorno das infestações. Os resultados mostraram que a adaptação realizada, assim como o sistema de controle desenvolvido, permitiram o controle localizado das infestações, resultando na redução da quantidade de herbicida aplicada, em comparação ao tratamento convencional. / Agrochemicals constitute a great part of the total cost of inputs used in the crops production. The high consumption of agrochemicals reduces the profitability and increases the risks of environmental contaminations. One of the alternatives that have been proposed to reduce the amount of chemicals used in the crop production is the site-specific management, using the Precision Agriculture’s concepts. Machines used for site-specific application of liquid agrochemicals using variable rates and products are already in the market; however, its high initial cost and operational capacity make its acquisition unfeasible for small farms. In this work, a conventional sprayer was adapted with solenoid valves to allow the site-specific application using the "on/off" strategy, and a fixed rate. A computer program was developed to control each solenoid valve installed at the two sections of the boom, according to the information of a prescription map, containing the position of the points where the application should be done. A DGPS was connected to the system to inform the tractor’s position in the field. The system was tested in a real condition of weed control. The perimeter of the weed patches was previously georeferenced. The results showed that the developed system was able to achieve the patch application using fixed rates, resulting in a significant economy of herbicides, when compared with the conventional treatment, over the total area.

A demanda por sistemas de informações para Agricultura de Precisão (AP) tem sido crescente nos últimos anos, especialmente sistemas que manipulam informações espaciais e temporais baseados na Web. Normalmente as análises dos dados coletados em campo são realizadas por uma grande diversidade de softwares, muitas vezes proprietários e monolíticos, com pouca capacidade de compartilhamento de informações, além de não atenderem todas as necessidades desse tipo de sistema. A construção de sistemas de informações espaço-temporais para AP que permitem o gerenciamento das atividades agrícolas em uma abordagem integrada exige uma arquitetura flexível, interoperável e componentizada. Nesse contexto, esse trabalho de tese tem como objetivo desenvolver o projeto de uma arquitetura de software que permita a construção de sistemas espaço-temporais voltados para AP baseados na Web. Essa arquitetura é proposta num conjunto de três cenários arquiteturais baseados na plataforma JEE com suas especificações e um catálogo de padrões de análise e padrões de projeto espaço-temporais. Esses padrões definem soluções para problemas de análise e projeto que envolvem manipulação de dados espaço-temporais, possibilitando reutilização de conhecimento especializado e de código. Como resultado, este trabalho apresenta, como estudo de caso, a implementação de um componente para apresentação de mapas de produtividade em interface Web. Esse componente é baseado em um padrão de projeto do catálogo de padrões proposto e mostra como o conhecimento agrícola e o conhecimento técnico podem ser embutidos em um componente para utilização na construção de sistemas de informações espaçotemporais para AP. / Lately there has been a growing demand for information systems for Precision Agriculture (P.A.), especially for web-based systems that manipulate both spatial and temporal information. Field-collected data are often analyzed with various kinds of software, usually privately owned or monolithically used, also limited in scope and unable to share information. The development of P.A. spatio-temporal information systems that allow the management of agricultural activities through an integrative approach demands a flexible architecture, interoperable and component-structured. In this context, it is the objective of this thesis to present the development of a software architecture design that allows the construction of web-based spatiotemporal systems for Precision Agriculture. This software architecture is proposed in a set of three architectural scenes based on the JEE platform, with its specifications, and a catalog of both spatio-temporal analysis patterns and spatio-temporal design patterns. Such patterns define solutions to both analysis and design problems that involve spatio-temporal data manipulation, thus making possible the reuse of specialized knowledge and the reuse of code. This work presents as a result, in form of a case study, the implementation of a web-component for the presentation of productivity maps on web-interface. This web-component is based on a design pattern from the patterns catalog proposed in this work and it shows how agricultural understanding and technical understanding can be embedded in a component for construction of spatio-temporal information systems for P. A.

O desenvolvimento de sistemas com capacidade de unir ferramentas tecnológicas é de grande importância para oferecer apoio à Agricultura de Precisão e estimular a criação de grupos interdisciplinares para obter resultados favoráveis à produtividade agrícola. O objetivo desse trabalho é estudar as aplicações de sensoriamento embarcado em máquinas agrícolas, explorando a interface da agricultura com a computação e as engenharias mecânica e elétrica por meio de conceitos e tecnologias de sistemas de medidas. Foram desenvolvidos dois sistemas de sensoriamento embarcados. No primeiro realizou-se coleta de informações sobre refletância e altura das plantas em cultura de cana-de-açúcar. No segundo realizou-se coleta de informações e controle de aplicação de fertilizantes à taxa variável baseado em informações de refletância em cultura de milho. Utilizou-se os sensores Crop Circle (medidas de refletância para monitoramento de status da planta), Sonar (medida de altura de plantas) e GPS (Sistema de Posicionamento Global), com os quais foram realizados ensaios para determinar possíveis fontes de erro em uma operação agrícola. Os sistemas desenvolvidos cumpriram o papel de integradores de conhecimento, possibilitando observações práticas sobre necessidades, falhas e acertos no desenvolvimento de sistemas embarcados para uso em aplicações agrícolas / The development of systems able to join different technological tools is very important in order to provide support for Precision Agriculture and it stimulates the creation of interdisciplinary teams to obtain favorable results to increase agricultural productivity. The main goal of this work is to study applications of embedded sensing systems in agricultural machines, exploring the interface between computer science, mechanical, electrical, and agricultural engineering using concepts and technologies of measurement systems. It was developed two on board sensing systems. The first system collected the data of crop reflectance and plant height in sugar cane growing area. The second one controlled the variable rate fertilizer distribution based on reflectance of maize crop. Were used the sensors Crop Circle (reflectance to monitor the status of the plant), Sonar (plant height) and GPS (Global Positioning System), which were applied to detect some possible error sources during field operation. The systems developed fulfilled the role of integrating knowledge, providing practical observations about the needs, failures and successes in developing embedded systems for use in agricultural production

Protection management with the aid of plant protection products makes it possible to carry out pest control programs in agricultural environments and make them less hazardous for the cultivation of products on a large scale. However, when these programs are put into effect, only a small proportion of the sprayed products is really deposited on the target area while much of it is carried to neighboring regions. The scientific literature includes studies on the use of mathematical techniques to calculate the physical transformation and movement and provide a deposition estimate of the product. On the basis of this prediction, it is possible to configure a system which can allow the spraying to be carried out in normal weather conditions in the region for a satisfactory performance, although these conditions can undergo changes and make any statistical configuration unreliable. An alternative way of overcoming this problem, is to adapt the spray elements to the meteorological conditions while the protection management is being undertaken. However, the current techniques are operationally expensive in computational terms, which makes them unsuitable for situations where a short operational time is required. This thesis can be characterized as descriptive and seeks to allow deposition predictions to be made in a rapid and precise way. Thus it is hoped that the new approaches can enable the spray element to be adapted to the weather conditions while the protection management is being carried out. The study begins by attempting to reduce costs through a computational model of the environment that can speed up its execution. Subsequently, this computational model is used for predicting the rate of deposition as a fitness function in meta-heuristic algorithms and ensure that the mechanical behavior of the spray element can be adapted to the weather conditions while the management is put into effect. The results of this approach show that it can be adapted to environments with low variability. At the same time, it has a poor performance in environments with a high variability of weather conditions. A second approach is investigated and analyzed for this scenario, where the adaptation requires a reduced execution time. In this second approach, a trained machine learning technique is employed together with the results obtained from the first approach in different scenarios. These results show that this approach allows the spray element to be adapted in a way that is compatible with what was provided by the previous approach in less space of time. / O manejo de proteção com uso de produtos fitofarmacêuticos possibilita o controle de pragas em ambientes agrícolas, tornando-o menos nocivo para o desenvolvimento da cultura e com produção em grande escala. Porém, apenas uma pequena parte do produto pulverizado realmente é depositado na área alvo enquanto a maior parte do produto sofre deriva para regiões vizinhas. A literatura científica possui trabalhos com o uso de técnicas matemáticas para calcular a transformação física e movimento para estimar a deposição do produto. Com base nessa predição é possível configurar o sistema de pulverização para realizar a pulverização sob uma condição meteorológica comum na região para um desempenho satisfatório, mas as condições meteorológicas podem sofrer alterações e tornar qualquer configuração estática ineficiente. Uma alternativa para esse problema é realizar a adaptação da atuação do elemento pulverizador às condições meteorológicas durante a execução do manejo de proteção. Contudo, as técnicas existentes são computacionalmente custosas para serem executadas, tornando-as inadequadas para situações em que é requerido baixo tempo de execução. Esta tese se concentra no contexto descrito com objetivo de permitir a predição da deposição de forma rápida e precisa. Assim, espera-se que as novas abordagens sejam capazes de possibilitar a adaptação do elemento pulverizador às condições meteorológicas durante a realização do manejo de proteção. Este trabalho inicia com o processo de redução do custo de execução de um modelo computacional do ambiente, tornando sua execução mais rápida. Posteriormente, utiliza-se este modelo computacional para predição da deposição como função Fitness em algoritmos de meta-heurística para adaptar o comportamento do elemento pulverizador às condições meteorológicas durante a realização do manejo. Os resultados desta abordagem demonstram que é possível utilizá-la para realizar a adaptação em ambientes com baixa variabilidade. Por outro lado, pode apresentar baixo desempenho em ambientes com alta variabilidade nas condições meteorológicas. Uma segunda abordagem é investigada e analisada para este cenário, onde o processo de adaptação requer um tempo de execução reduzido. Nesta segunda abordagem é utilizado uma técnica de Aprendizado de Máquina treinada com os resultados gerados pela primeira abordagem em diferentes cenários. Os resultados obtidos demonstram que essa abordagem possibilita realizar a adaptação do elemento pulverizador compatível com a proporcionada pela abordagem anterior em um menor espaço de tempo.

Precision farming integrates satellite coordination and information communication technologies into farming practices to deliver self-driving and auto-regulating machinery and equipment to farmers, who can afford to invest, right across the globe. It is often sold on the basis that it can help clean up or ‘ecologically modernise’ conventional, industrial agriculture. It should also increase production rates in industrial agriculture to help to ‘feed the world’ as well as being cost effective in ways that could make farmers more money – miracle-grow formula and win-win technology. There are critical concerns that precision farming facilitates a continuing trend of transnational firms appropriating control over agricultural industries. Many neo-Marxist or neo-Weberian critics contend that any ‘green’ benefits fall secondary to the more dominant social and economic trend of ongoing capital accumulation, increasing rationalisation and industrial progress that has been deemed detrimental to natural environments and human populations. These social and economic pressures are actually the real drivers in change. Rather than greening industrial agriculture, precision farming is another way of masking over and profiting from the risks caused by ongoing capitalist accumulation and industrial agriculture. The other set of concerns are to do with human culture and labour. Farming is the grass roots of modern civilisation and dependent upon human labour, knowledge and cultural methods. With the introduction of data over knowledge, and auto-steering tractors over human labour and skills, what kinds of impacts will this have on farm families, rural cultures within countryside landscapes in Britain or other countries where precision farming is being adopted? As a farmer’s son, I was concerned about the impact the computerisation of agriculture will have on family farms, nature and rural communities. I spent four years interviewing and working with a cooperative group of Duchy of Cornwall farmers in the West Country of England. I wanted to know why they were using these new technologies and the kinds of benefits, impacts or outcomes that they experienced following adoption. The results tend to confirm critics’ concerns, unfortunately. Precision farming has much more to do with the organising of agricultural production. The restructuring of farming by way of precision farming greater empowers transnational agribusinesses and Agri-Food supply chains, rather than protecting the environment, feeding hungry people or making family farming more sustainable. I conclude my research by suggesting that it is not technology, or agricultural technologies such as precision farming that will deliver these end goals in and of them selves. There could be room to improve precision farming systems if they are coupled with well-managed policy designs and agri-environmental schemes.

Este trabalho tem como principal objetivo o projeto de um controlador fuzzy para o controle da taxa de aplicação de herbicidas de acordo com mapas de infestação de plantas daninhas georeferenciados usando válvulas reguladoras comerciais. São considerados dois tipos de válvulas reguladoras para o controle da vazão de saída. No primeiro tipo a área de passagem é controlada por meio de uma agulha e no segundo por meio de um perfil esférico. O projeto do controlador fuzzy foi baseado nos ganhos de um controlador PID obtidos a partir de modelos do sistema de aplicação de defensivos agrícolas considerando 3 pontos de operação e ensaios realizados em um protótipo estático de um sistema de pulverização. Foram elaboradas uma interface para o acionamento da válvula reguladora e das válvulas de seção da barra de aplicação e um simulador em ambiente LabView para testar os algoritmos de controle desenvolvidos e efetuar testes preliminares de desempenho. Resultados de ensaios com o simulador e com o protótipo foram obtidos para dois casos: no primeiro variou-se a referência e no segundo introduziu-se uma perturbação com o desligamento de válvulas de seções da barra de aplicação. Finalmente, as respostas para os controladores PID e fuzzy obtidos foram avaliadas e comparadas. Resultados de ensaios com o simulador e protótipo mostram a eficiência do controlador fuzzy obtido para a mudança de referência e introdução de perturbação com o desligamento de uma das válvulas de seção. / The main goal of this work is the design of fuzzy controllers for a rate herbicide application control according to an infestation map of georeferenced weeds using commercial regulator valves. To control the out flow two types of valves are considered. In the first type the crossing area is controlled through a needle and in the second type through a spheric profile. The fuzzy control design was based on PID controllers obtained from the sprayer system models and tests in a static sprayer prototype. An interface and a simulator in LabView environment were built to implement and test the performance of the developed control algoritms. Simulation and experimental results were obtained for two cases. In the first, the set point was varied and in the second a perturbation was applied by disconnecting sections valves of the application bar. Finally, the obtained results for the PID and fuzzy controllers are evaluated and compared. Results of tests and simulator showed the efficiency of the obtained fuzzy controler in respect to reference changes and to a perturbation input when a section bar was turned off.

Orientador: Archimedes Perez Filho / Banca: Miguel Cezar Sanchez / Banca: Silvio Carlos Bray / Banca: Antonio Carlos Vitte / Banca: Jurandyr Luciano Sanches Ross / Resumo: O presente trabalho tem por objetivo desvendar e identificar as implicações espaciais e territoriais do progresso técnico-científico sobre o geossistema e quais as contribuições (e as não contribuições) que as políticas públicas de investimento (posteriormente a 1970) proporcionaram ao processo de ocupação territorial na microrregião de Rondonópolis-MT; aferir a efetiva intencionalidade ou não dos atores sociais (poder público e burguesia do agronegócio) no desencadeamento do processo de artificialização e ideologização da natureza; identificar como as políticas públicas de investimentos desenharam a organização territorial e a espacialização da microrregião no seio da acumulação capitalista, a partir da introdução do progresso técnico-científico na agropecuária; apontar a postura política dos atores sociais locais (burguesia do agronegócio e poder público) e o papel do Estado na gestão do território microrregiona frente à natureza e como os atores sociais se articulam politicamente para estabelecer a criação de um espaço racional compatível com a mais-valia. / Abstract: The present work has as aim to unveil and identify territorial and spatial implications of technical - scientific progress about the geosystem and which contributions (and non-contributions) that public policy of investments (subsequently 1970) provided to territorial occupation process in the Rondonópolis microregion - MT; gauge to effective intention or not of social actors (public power and agribusiness bourgeoise, in the unleashing of artificialization and ideologization process nature; identify as public policy of investments drew the territorial, spatialization organization of microregion in the bosom of capitalist acummulation, from the introduction of technical - scientific progress in the cattle - raising: aim to policy posture of local social actors (agribusiness middle class and public power) and the role of state in the microregion territory gestion front to nature and as social actor articulate themselves politically to stablish the criation of a compatible racional space with the most value. / Doutor

Conhecer a resposta da cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L var. latifolium Hutch) à variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e seu comportamento espectral mediante doses variadas de fertilizantes pode ajudar a estabelecer estratégias de manejo do solo e da cultura, com melhor uso de corretivos e fertilizantes. Dentro deste contexto, este trabalho foi desenvolvido para: a) estudar a variabilidade espacial da fertilidade do solo, estado nutricional, população de plantas, número de estruturas reprodutivas e produtividade do algodoeiro em uma lavoura comercial; b) verificar as relações de causa e efeitos entre as variáveis estudadas; c) avaliar o efeito da variação de doses de nitrogênio na detecção do teor de nitrogênio foliar do algodoeiro utilizando propriedades de reflectância através de um sensor óptico ativo. Para isso, foram conduzidos dois experimentos diferenciados. O primeiro foi realizado numa lavoura comercial, localizada em Chapadão do Céu, GO. Os dados foram coletados numa área de 90 hectares, dividida numa malha com espaçamento regular de 100 m entre pontos, formando um retângulo com 10 colunas e 11 linhas. Para detectar a variação na pequena escala, foram feitas amostragens mais intensas com espaçamento de 33 m, formando 5 "ilhas", constituindo um total de 170 amostras. Os dados foram submetidos às análises estatísticas descritivas, geoestatística, interpolação através de krigagem ordinária e regressão pelo método "stepwise". A variabilidade expressa pelo coeficiente de variação foi baixa a moderada para todas as variáveis analisadas, com exceção de maçãs retidas e P no solo. Os resultados da análise geoestatística indicaram que os fatores de produção da cultura do algodoeiro apresentam, em sua maioria, dependência espacial e esta deve ser considerada quando da definição de esquemas de amostragem e práticas de manejo do solo e da cultura. A produtividade do algodoeiro foi significativamente afetada por N, P, Ca e Mg no tecido foliar e fração areia e argila do solo. O segundo experimento foi realizado na área experimental da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o aleatorizado em blocos, com cinco tratamentos (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N) e quatro repetições. Os dados do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e da razão simples vermelho/infravermelho próximo (V/IVP) foram coletados no período de 23 a 92 dias após a emergência (DAE) totalizando nove datas de coleta. Foram coletados também dados referentes ao índice de clorofila, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas. Os valores do NDVI apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, enquanto a relação V/IVP teve comportamento inverso, e a partir de 45 DAE, foram afetados significativamente pelas doses de N aplicadas. Relações significativas foram observadas entre os valores do NDVI e índice de clorofila e IAF. Aos 92 DAE o NDVI apresentou relação linear positiva e altamente significativa com o teor foliar de N. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de geoestatística e sensoriamento remoto podem auxiliar na tomada de decisões sobre as práticas de calagem e adubação em taxa variada na cultura do algodoeiro. / Know the cotton answer (Gossypium hirsutum L. var. latifolium Hutch) to the spatial variability of soil physical and chemical attributes and its spectral behavior by means of varied rates of nutrients can help to establish soil and crop management strategies, with better use of lime and fertilizers. This work was developed to: a) study the spatial variability of soil fertility, nutritional state, plants population, reproductive structures number and cotton yield in a commercial field; b) to study the relationships among those variables; c) to evaluate the effect of the variation of nitrogen levels on the detection of its content on cotton leaves using reflectance properties by an active optical sensor. Two differentiated experiments were conducted; the first one was located in a commercial field in Chapadão do Céu, GO. Data were collected in a area of 90 hectares, divided in a regular grid of 100 m with 10 columns and 11 lines. In order to detect the variation in the small scale, more intense samplings with spacing of 33 m were conducted forming 5 islands, constituting a total of 170 samples. The data were submitted to the descriptive statistical analysis, geostatistic, interpolation through ordinary kriging, and stepwise regression analysis. The variability expressed by variation coefficient were low to moderated for all analyzed variables, except for healthy bolls and soil P. Geostatistics analysis indicated that the crop cotton factors of production present, in its majority, spatial dependence and this should be considered when of the definition of sampling schemes and soil and crop management practices. Cotton yield was affected significantly by N, P, Ca and Mg in the leaves, as well as sand and clay fraction of the soil. The second experiment was accomplished in an experimental area at USP/ESALQ, in Piracicaba, SP. The experiment was conducted as a randomized block design and treatments consisted on five levels of nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 200 kg of N ha-1) with four replications. The readings of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI and the ratio Red/Near infrared (RED/NIR) were collected between 23 to 92 days after the emergency (DAE), with the total of 9 visits. Data referred to the chlorophyll index, leaf area index (LAI) and plants height were also collected. The values of NDVI presented a growing tendency along the period, while RED/NIR had an inverse behavior, being significantly affected by the rates of applied N, starting from 45 DAE. At 92 DAE, NDVI presented a positive linear relationship with leaves N content. Significant relationships were observed between the values of NDVI and chlorophyll index and LAI. The results obtained indicate that geostatistic techniques and remote sensing can help on management decisions for variable rate application of lime and fertilizers in cotton.