A adoção da Agricultura de Precisão é crescente na agricultura brasileira. É notório o aumento de informações e aplicações desses conceitos, porém, para culturas perenes que não possuem importância econômica nos Estados Unidos e em outros países desenvolvidos, não são realizadas pesquisas e informações suficientes para a obtenção de soluções tecnológicas viáveis, que possam ser aplicadas na geração de mapas de produtividade para o monitoramento da produção. A Agricultura de Precisão baseia-se no conhecimento e no gerenciamento da variabilidade espacial dos fatores de produção, sendo que o mapeamento da produtividade das culturas é considerado uma das etapas fundamentais e indispensáveis. Este trabalho teve como objetivo o mapeamento da produtividade na colheita mecanizada do café por meio da adaptação, construção e utilização de um sistema automático de pesagem de grãos, constituído de uma estrutura de ferro apoiada sobre quatro células de carga e suportando um "bigbag" utilizado como depósito dos grãos colhidos. Um sistema de posicionamento global diferencial (DGPS) foi utilizado na colhedora para o posicionamento georreferenciado, sendo o sinal de correção diferencial recebido por meio de ondas de rádio.O sistema utilizado permitiu a obtenção do mapa de isolinhas da produtividade do café, em uma área de 4 ha. A produtividade média da área foi de 4226 kg.ha -1 , sendo a menor produtividade de 1284 kg.ha -1 , e a produtividade máxima de 6326 kg.ha -1 . As principais vantagens do sistema automático de pesagem utilizado neste trabalho referem-se à possibilidade da obtenção direta do peso dos grãos de café, sem que haja necessidade da utilização de sensores para a determinação da umidade e densidade do material colhido e a facilidade e simplicidade de calibração do sistema. / The adoption of the Precision Agriculture concepts has been growing in Brazil. Precision Agriculture is based on the knowledge and management of space variability of all production factors. The yield mapping is considered an essential and indispensable step in the process to optimize production through application of crop information and advanced technology. The objetive of this research was to obtain a yield map for a coffee crop an automatic weighing system, by adapting, constructing and using the system was made of a steel structure supported by four load cells containing a big bag, which served as a grain tank. A real time DGPS was used with a rover antena and a GPS recever on the harvester and a base antenna and GPS recever to calculate the differential correction signal, wich was received by an FM radio.With this system the yield map for a coffee crop was obtained for an area of 4 ha. The average yield of the area was 4226 kg.ha -1 , the lowest and highest productivities were 1284 kg.ha -1 and 6326 kg.ha -1 respectively.The main advantages of the automatic weighing system developed in this study were the possibility of direct obtaining the coffee beans weight without the need of sensors to determine the moisture or density of the harvested material, and the easyness and simplicity to calibrate the system.

O capim Tanzânia (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia) tem sido amplamente utilizado em áreas de pastagem no Brasil. O aumento da participação das hastes na produção, no entanto, têm efeito negativo sobre a qualidade da forragem e a eficiência do pastejo, principalmente durante o florescimento. O objetivo deste trabalho foi gerar informações sobre o perfilhamento e a dinâmica interna de nitrogênio, de modo a permitir a proposição de estratégias de manejo visando o controle do desenvolvimento das hastes. Para isso foram realizados dois experimentos. O primeiro em área de capim Tanzânia irrigado na ESALQ/USP, em Piracicaba-SP, entre outubro/1999 e junho/2000. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com três tratamentos (intensidade de pastejo alta, média e baixa) e quatro repetições. Foram avaliados: número; peso; porcentagem de folhas; participação na produção total, de folhas e de hastes; e a DIVMO das gerações de perfilhos. O segundo experimento foi realizado em câmaras de crescimento no MLURI, em Aberdeen-Escócia. O capim Tanzânia foi cultivado em vasos, recebendo solução nutritiva completa até que a 7a folha estivesse expandida. A partir de então, passou a receber solução nutritiva semelhante, alguns com 15N e outros com zero N. As plantas foram coletadas no momento da completa expansão das folhas 7, 8 e 9, e separadas em suas partes constituintes. As amostras foram secadas, pesadas, moídas e depois analisadas quanto às concentrações de N total e de 15N, utilizando-se espectrômetro de massa de fluxo contínuo. Nenhuma geração de perfilhos destacou-se em termos de participação na massa de forragem total, não sendo possível programar o manejo do capim Tanzânia com base nas caraterísticas de uma única geração. A porcentagem de folhas dependeu, principalmente, do estádio de desenvolvimento do capim e do ciclo de pastejo. Não é possível, portanto, controlar o desenvolvimento das hastes através de cortes estratégicos que eliminem determinadas gerações de perfilhos. A participação das gerações de perfilhos na produção de hastes dependeu da intensidade de pastejo, sendo a participação das gerações mais novas maior no pastejo mais intenso. A DIVMO das gerações diminuiu com a idade e, de modo geral, foi maior nas áreas submetidas a alta intensidade de pastejo. Estratégias de manejo que promovam maior renovação de perfilhos a partir de fevereiro parecem boas alternativas para reduzir os efeitos negativos do florescimento. No entanto, é preciso observar suas conseqüências sobre a produção animal e a perenidade do pasto. No capim Tanzânia, os principais drenos de nitrogênio foram as folhas em expansão, seguidas dos perfilhos laterais e raízes. As folhas expandidas mais novas representaram a principal fonte de nitrogênio para mobilização. A alocação da maior parte do nitrogênio em órgãos de fácil acesso à colheita demonstra a necessidade de estudos sobre a dinâmica de nitrogênio em plantas submetidas a desfolha. Este processo pode limitar a adoção de práticas de manejo que promovam maior renovação na população de perfilhos. A absorção radicular foi a principal fonte de N, demonstrando a necessidade de estudos sobre o sistema radicular e a dinâmica de nitrogênio no sistema solo-planta. / Tanzânia grass (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia) is widely used for grazing in Brazil. The increase in stem production, mainly during flowering, has a negative impact over forage quality and grazing efficiency. The aim of this work was to study tillering and nitrogen dynamics in order to propose management alternatives for the control of stem production. Two experiments were done. The first was on an irrigated Tanzânia grass pasture at ESALQ/USP, in Piracicaba-SP, between October/1999 and June/2000. The experiment was on a complete block design with three treatments (high, medium and low grazing intensities) and four replicates. Tiller cohorts were identified by coloured plastic coated wire. The number weight leaf percentage contribution to total production and to leaf and stem production, and IVOMD of each cohort were evaluated throughout the experiment. The second experiment was conducted on the MLURI, in Aberdeen-Scotland. Tanzânia grass plants were grown in sand culture in controlled environment rooms and supplied with a complete nutrient solution until the 7th leaf was fully expanded. From then on, the plants received either an identical solution containing 15N or a complete nutrient solution containing zero N. They were destructively harvested and separated into various components when the 7th, 8th and 9th leaves were fully expanded. All plant material was weighted after oven drying at 65oC, and then ball-milled prior to analysis. The total N and 15N concentrations of the samples were determined using a continuous flow mass spectrometer. No tiller cohort was identified as responsible for most of dry mass production, so it is not possible to base Tanzânia grass management on the characteristics of a single cohort. The percentage of leaves was mainly related to plant development stage and grazing cycle. The contribution of tiller cohorts to stem production was influenced by grazing intensities: the participation of the youngest cohorts was higher on heavily grazed areas. The IVOMD of tiller cohorts decreased over the grazing cycles and was higher on heavily grazed areas. Obtaining a higher tiller turnover through management practices seems to be the best way to reduce the negative effects of flowering over forage quality and grazing efficiency. The consequences of these management strategies over pasture persistence and animal production need to be established. The main sinks of nitrogen on Tanzânia grass were expanding leaves, followed by side tillers and roots. The youngest fully expanded leaves were the main sources of nitrogen for mobilisation. As most nitrogen is allocated to plant compartments easily harvested by grazing, studies about nitrogen dynamics on defoliated plants are necessary to verify these effects over pasture regrowth and persistence. This process may limit the adoption of management strategies that increase tiller turnover. Root uptake was the main source of nitrogen for new growth, indicating the necessity of more studies on root development and nitrogen dynamics on soil-plant system.

Plant canopy sensors have emerged as a new tool for in field on-the-go spatially localized prediction of plant biomass and nitrogen (N) uptake by crops in an indirectly and plant indestructible way as base for N variable rate fertilization. Sensors based on the combination of specific reflectance bands from the electromagnetic spectrum constitute the vast majority of canopy sensors, and this principle has already been validated in many crops. Alternatively to this concept, the use of ultrasonic distance sensors to measure crop canopy height has been presented as an option to estimate biomass. Based on that, the aim of this thesis was to validate and refine canopy sensor systems on automated diagnosis of plant parameters aimed the application of N fertilizer according sugarcane needs. Therefore, it was necessary to: 1) validate the prior calibration made for the reflectance sensor (Portz et al., 2012) and to establish the best time to use the sensor over the crop; 2) test the use of the reflectance sensor in comparative strips trials of uniform and sensor based N variable rate application testing algorithms with positive and negative slope and measuring productivity at the end of the season; 3) obtain the relationship between crop canopy height with accumulated biomass and N uptake by the crop during the initial growing season; 4) explore the plant height measured with an ultrasonic sensor comparing the results of biomass and N uptake prediction with those obtained with the reflectance sensor. The experiments were conducted on commercial sugarcane fields, and in strips of the crop with N variable rate application. The experiments were installed over clayey and sandy soils in dry and rainy seasons being all evaluated with the reflectance sensor Yara N-Sensor model ALS (N-Sensor® ALS, Yara International ASA) and partly in comparison with an ultrasonic sensing system Polaroid 6500 (Polaroid, Minnetonka, MN, USA), when the crop had stalk height between 0.2 and 0.9 m. The reflectance sensor calibration fitted with the previous published data showing the interval between 0.3 - 0.5m as the most appropriate to use this sensor over sugarcane. The positive slope algorithm was superior to the negative, except in the situation of clayey soil in rainy season where the response from the negative slope algorithm was higher. The sugarcane plant height was highly correlated with biomass and N uptake by the crop, being possible to estimate the plants canopy height indirectly by the use of an ultrasonic sensor. Comparing the sensor systems, canopy reflectance was better in the early stages of crop as canopy height was more suitable for estimating the cultural parameters when the plants already covered soil in between the rows (+ 0.6 m stalk height), being the sensor systems complementary when fertilization is widely spread in the early crop growth period. / Sensores de dossel tem se apresentado como uma nova ferramenta para a predição espacialmente localizada, em tempo real, de forma indireta e indestrutiva da biomassa vegetal e extração de nitrogênio (N) pelas culturas como base para a aplicação de fertilizantes nitrogenados em taxas variáveis. Sensores baseados na combinação de faixas específicas de reflectância do espectro eletromagnético constituem a grande maioria dos sensores de dossel sendo este princípio já validado para uso em muitas culturas. Alternativamente a este conceito, a medição da altura do dossel cultural com o uso de sensor ultrassónico se apresenta como uma alternativa para a estimativa de biomassa vegetal. Com base nisso o objetivo desta tese foi de validar e aperfeiçoar sistemas sensores para a automação do diagnóstico visando à aplicação de fertilizante nitrogenado em função da necessidade da cana-de-açúcar. Para tanto, foi necessário: 1) validar a previa calibração feita ao sensor de reflectância (PORTZ et al., 2012) assim como estabelecer o melhor momento para uso do sensor na cultura; 2) ensaiar o uso do sensor em faixas comparativas entre taxa fixa e variável testando algoritmos de aplicação com inclinação positiva e negativa para dose de N mensurando produtividade; 3) obter a relação entre altura de dossel da cultura com, biomassa acumulada e extração de nitrogênio pela planta; 4) explorar a altura de plantas mensurada com um sensor ultrassónico comparando os resultados de predição de biomassa e extração de nitrogênio com aqueles obtidos com sensor de refletância. Os experimentos foram conduzidos em talhões comerciais de cana-de-açúcar e em forma de faixas da cultura, com aplicação em taxa variada de doses de N. Os experimentos foram instalados em solos de textura argilosa e arenosa nas épocas seca e chuvosa do ano sendo todos avaliados com o sensor Yara N-Sensor, modelo ALS (N-Sensor® ALS, Yara International ASA), e em parte comparando com um sistema sensor ultrassónico Polaroid 6500 (Polaroid, Minnetonka, MN, EUA) quando a cultura apresentava altura de colmos entre 0,2 e 0,9 m. Os dados coletados para a calibração do sensor de reflectância se encaixaram exatamente aos dados já publicados mostrando-se o intervalo entre 0.3 e 0.5 m o mais indicado ao uso deste sensor. O algoritmo com inclinação positiva se mostrou superior ao negativo exceto na situação de solo argiloso em estação chuvosa onde a resposta do algoritmo negativo foi maior. A altura de planta de cana-de-açúcar se mostrou altamente correlacionável com biomassa e extração de nitrogênio pela cultura, sendo possível estimar a altura do dossel das plantas de forma indireta pelo uso do sensor ultrassónico. Comparando-se os sistemas sensores, reflectância de dossel se mostrou melhor em estádios iniciais da cultura enquanto altura de dossel se mostrou mais indicada para estimar os parâmetros culturais quando as plantas já recobriam as entrelinhas (+0.6 m colmo), mostrando-se os sistemas sensores complementares quando o período de fertilização for mais amplo na fase inicial da cultura.

A participação econômica da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é expressiva no agronegócio brasileiro, especialmente no estado de São Paulo. O monitoramento de produtividade para essa cultura é escasso de soluções consolidadas no nível de pesquisa e comercialmente. Tal monitoramento auxilia na identificação das variabilidades espacial e temporal, além de fornecer subsídio ao gerenciamento agrícola. Como uma alternativa os sensores a laser, abrangidos pela tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging), têm sido utilizados por meio de plataformas aéreas ou terrestes para a estimativa de produtividade de culturas de grãos como milho e trigo, e para o monitoramento de florestas de modo não invasivo. O objetivo deste estudo é a investigação de aplicação do sensor a laser para a cana-de-açúcar em período pré-colheita a partir do desenvolvimento de um sistema de mensuração. O sistema é composto por um sensor a laser, receptor GNSS (Global Navigation Satellite System), uma unidade inercial e um computador portátil. O sensor a laser emite feixes de luz (905 nm) na forma de um único pulso em um plano 2D, a partir desses feixes os valores de distância entre o sensor e o dossel de plantas são calculados durante a trajetória do veículo agrícola. O receptor GNSS com sinal RTK (Real Time Kinematic) foi sincronizado ao sensor a laser para a obtenção da nuvem de pontos, a qual é caracterizada pela alocação de cada ponto impactado pelo feixe de luz nas respectivas coordenadas geográficas. A unidade inercial fornece informações relacionadas à influência da vibração a partir dos dados de oscilação na transversal (roll), lateral (pitch) e longitudinal (yaw). Os equipamentos foram instalados em um suporte de estrutura metálica no trator agrícola e conectados ao computador por meio de protocolos de comunicação. O desenvolvimento do sistema de mensuração envolve a avaliação de sua acurácia utilizando objetos de dimensões pré-estabelecidas e a sua aplicação em áreas experimentais de cana-de-açúcar. São abrangidos dois períodos de estudo, sendo um em 2015 para a área I (0,77 ha) e o segundo em 2016 utilizando as áreas I e II (0,56 ha). A aquisição de dados ocorreu cerca de 10 dias antes da colheita e, em paralelo, foram realizadas as medidas de biometria das plantas. Em 2015 a produtividade foi estimada pela biometria e em 2016 ocorreu a pesagem do material para cada parcela das áreas I e II. Os resultados referentes à avaliação da acurácia do sistema de mensuração demonstraram erros de até 13,0%, o qual não compromete o seu desempenho. A partir dos procedimentos de aquisição e processamento de dados foi possível gerar a nuvem de pontos, realizar a filtragem de dados e extrair as medidas de alturas máxima, média e mediana da vegetação. A influência da vibração no conjunto de dados foi considerada mais expressiva para as condições da área I. A correlação entre o diâmetro de colmos e a produtividade estimada pela biometria na área I em 2015 foi de 0,80. Enquanto que, a correlação entre o diâmetro de colmos e a altura de vegetação indicada pelo sistema de mensuração foi moderada (r=-0,53). Em 2016, para a mesma área, a correlação entre as medidas de altura média e mediana de vegetação obtidas pelo sistema e a produtividade foi de 0,64. Para as condições da área II não foram verificadas correlações entre as medidas de biometria e as alturas de vegetação. O sistema de mensuração utilizando uma plataforma terrestre apresentou desempenho satisfatório em relação à capacidade de detecção da distribuição de plantas de cana-de-açúcar e condizente com as condições das áreas em ambos os períodos de estudo, porém a sua aplicação em áreas com pouca variabilidade espacial apresentou baixa capacidade preditiva de produção de biomassa de cana-de-açúcar. / The economic participation of sugarcane (Saccharum spp.) is significant in Brazilian agribusiness, especially in the state of São Paulo. The yield monitoring for this crop is scarce of solutions consolidated at the research and commercial levels. Such monitoring assists for identification of spatial and temporal variability, as well as providing support to the agricultural management. As an alternative laser sensors, covered by LiDAR (Light Detection and Ranging) technology, have been used by aerial or terrestrial platforms for estimating grain crops yield such as corn and wheat, and for noninvasive forest monitoring. The objective of this study is to investigate the laser sensor applications for sugarcane in the pre-harvest period from development of a measurement system. The measurement system consists of a laser sensor, a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver, an inertial unit and a computer. The laser sensor emits light beams (905 nm) in the form of a single pulse in a 2D plane, from these beams the distance values between sensor and canopy were calculated during the trajectory of the agricultural vehicle. The GNSS receiver with RTK (Real Time Kinematic) signal was synchronized to the laser sensor to obtain the point cloud, which is characterized by the allocation of each point impacted by the light beam in the respective geographical coordinates. The inertial unit provides information related to the data influence of the vibration from oscillation in the transversal (roll), lateral (pitch) and longitudinal (yaw). The equipment were installed in a support of metallic structure in the agricultural tractor and connected to the computer through communication protocols. The development of the measurement system involves evaluation of its accuracy using objects of pre-established dimensions and its application in experimental areas of sugarcane. Two periods are covered by this study, one in 2015 for area I (0.77 ha) and the second in 2016 using areas I and II (0.56 ha). The data acquisition occurred about 10 days before sugarcane harvest and, in parallel, the biometrics measurements were carried out. In 2015 sugarcane yield was estimated by biometry and in 2016 material was weighed for each plot of areas I and II. The results regarding evaluation of the measurement system accuracy showed errors up to 13.0%, which does not compromise its performance. From the data acquisition and processing procedures, it was possible the point cloud generation, data filtering performing and extraction of some measurements as maximum, average and median heights of vegetation. The influence of the vibration on data set was considered more expressive for area I conditions. The correlation between stem diameter and yield estimated by biometry in area I in 2015 was 0.80. Meanwhile, the correlation between stem diameter and vegetation height indicated by the measurement system was moderate (r=-0.53). In 2016, for the same area, the correlation between measurements of average and median heights of vegetation obtained by the system and sugarcane yield was 0.64. For area II conditions no correlations were verified between biometrics measurements and vegetation height. The measurement system using a terrestrial platform presented a satisfactory performance in relation to the capacity of detection of sugarcane plants distribution and consistent with areas conditions for both periods of study, however its application in areas with low spatial variability presented reduced predictive capacity of biomass production of sugarcane.

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e apresenta um mercado em franca expansão. Em razão do potencial produtivo e da lucratividade da cultura da cana-de-açúcar, o interesse pelas técnicas de manejo localizado e a procura por novas tecnologias estão aumentando. Sendo assim esse projeto visa estudar opções de sensores para a mensuração e georreferenciamento de falhas, explorando a aplicabilidade de sensores óticos ativos e sensores de presença disponíveis no mercado, na estimativa da ocorrência de falhas nas fileiras de cana-de-açúcar. Foi desenvolvido um sistema para a detecção de ausência de plantas e para a sua validação foram realizados ensaios sob condições controladas para definir o grau de incerteza do método. Também foi estudado o uso de um sensor ótico ativo que mede refletância de alvos em dois comprimentos de ondas, na região do visível (VIS) a 590 nm (âmbar) e no infravermelho próximo (IVP) a 880 nm. Foram realizados ensaios em campo para verificar a funcionalidade destes instalados em um trator. Para a validação foram coletados dados em duas áreas localizada na região de Iracemápolis, SP, durante a operação de quebra lombo. Estabeleceram-se valores de espaçamentos entre plantas de cana considerados como falha para o sensor de presença. Para o sensor ótico ativo foram realizadas calibrações in loco para definir valores de refletância que representam ausência de plantas. Nas áreas utilizadas foram alocadas parcelas virtuais onde foram amostradas manualmente as falhas, e posteriormente os valores de falhas foram comparados com aqueles estimados pelos sensores a partir do isolamento dessas parcelas. As observações indicam o que sensor de presença permitiu obter valores de falhas comparáveis àqueles obtidos com a leitura manual. Os resultados obtidos com o sensor ótico ativo foram comparáveis com aqueles mensurados manualmente em apenas uma das duas áreas experimentais. O sensor de presença permitiu a coleta de dados com elevada densidade, resultando em mapeamento da ocorrência de falhas grande detalhamento. Os dois métodos permitem o georreferenciamento das mensurações, oferecendo ao usuário a informação sobre as ocorrências e as suas localizações. / Brazil is the world\'s largest producer of sugarcane and has a booming market. Because of the productive potentiality and profitability of sugarcane the interest in site specific management techniques and demand for new technologies are increasing. Therefore this project aims to study options of sensors for measurement and georeferencing of failures, exploring the applicability of active optical sensors and presence sensors available, to estimate the occurrence of missing plants in sugarcane rows. It was developed a system for detecting the absence of plants and the validation tests were conducted under controlled conditions to define the uncertainty of the method. It was also studied the use of an active optical sensor that measures reflectance targets at two wavelengths in the visible region (VIS) at 590 nm (amber) and near infrared (NIR) at 880 nm. I It was conducted field tests to verify the functionality of the sensors installed on a tractor. Data from two fields located in the region of Iracemápolis Brazil were collected for the validation, during the operation of finishing/covering the furrows. Values were established for spacing between sugarcane plants considered as failure for the presence sensor. For the active optical sensor calibrations were performed in loco to define reflectance values that represent the absence of plants. Virtual plots were allocated in the experimental areas where failures were measured by hand following the procedure used by producers, and subsequently the values were compared with those estimated by the sensors isolating the plot areas. The observations indicate that the presence sensor allowed to obtain values comparable to those obtained with manual reading. The results obtained with the active optical sensor were comparable with those measured manually in only one of two experimental areas. The presence sensor allowed the data collection at a high density, resulting in mapping the occurrence of failures with great detail. Both methods enable georeferencing of measurements, providing the user with information about the failure occurrences and their locations.

Este trabalho tem como objetivo o estudo de um controlador preditivo para um sistema de aplicação de herbicidas a taxas variáveis, em que o herbicida e a água encontram-se em recipientes diferentes e enviados a um misturador para formar a calda a taxas variáveis de concentração. Propõe-se uma estratégia de geração da referência para o controlador a fim de caracterizar o sistema de injeção de herbicidas como um sistema híbrido com dois modos de operação. Esta geração da referência para o controlador possui a finalidade de reduzir os efeitos do tempo de atraso inerente do sistema causado pelo tamanho da tubulação entre o misturador e os bicos de dispersão da calda. As áreas que requerem aplicação de herbicida, assim como sua taxa de aplicação, são informadas ao controlador por meio de mapas de infestação georeferenciados pré adquiridos. O principal objetivo é controlar a aplicação de herbicidas de forma que a quantidade necessária de herbicidas seja aplicada evitando desperdícios. O controlador preditivo reduz o custo com insumos agrícolas, protege o operário responsável pela aplicação e preserva o meio ambiente de impactos ambientais causados pelo excesso de herbicidas. Resultados de simulação usando modelos matemáticos para as taxas de água e herbicida são apresentados para ilustrar a eficácia do controlador preditivo implementado. / The objective of this project is to study a predictive controller for a herbicides injection system with variable rates where the herbicide and water are placed in different recipients and sent to a mixer. A strategy to generate the reference for the predictive controller characterizes the system as hybrid because there are two modes of operation for the herbicide injection system. The generated reference has the finality of decreasing the effects of the delay time of the system caused by the lenght of the tubes between the mixer and the dispersion nozzles. The application areas and the correct concentration for them, will be obtained by previous designed statistic maps. These maps describle de spacial variability of the weeds as the concentration required to eliminate them. The main goal is the optimum control of the process, spreading only the necessary quantity of herbicides. The predictive controller is efficient to lower the costs and to protect the operator and preserve the environment against the impacts of excess of herbicides in the soil. Results of simulations using mathematical models to obtain herbicide rates are presented to show the efficiency of the implemented predictive controller.

The population growth associated with natural resources shortage, food demand increasing and the lack of manpower for agricultural activities generate important challenges to agriculture and engineering. The challenges imply the improvement of productivity with fewer resources, This scenario is consisted parameters that generally are in opposite directions. This work presents the development of a rover to agriculture (R2A) to support agriculturescouting tasks, the tasks will be in the future important tools to improve the productivity and enable the use of less agricultural supplies. The research presents the development of a rover for agriculture (R2A) to support scouting tasks; tasks that in the future will improve productivity and allowed the use of less agricultural supplies. The study begins with a bibliographic review of Robots for agriculture, Rovers, and agricultural Rovers developed by different research institutions. After the review is presented the work methodology based on mechanic and mechatronic design methodologies; in the development of the methodology are presented the general crop characteristics, the proposed of scouting tasks, the benchmarking developing mathematical models, CAD (Computer Aided Design ) models, simulations and tests in order to know the different features of the Rovers and agricultural robots. Using the knowledge gained in the course of work is proposed the concept of a rover for agriculture R2A, the concept is compared in simulations, and developed the detailed design using CAE tools (Computer Aided Engineering) after it built a prototype and tested. As results are presented comparative simulations of R2A, their mathematical modeling, R2A simulations in ideally conditions highlighting their skills, and finally R2A tests and comparison are presented. / O crescimento populacional associado à escassez de recursos naturais, a crescente demanda alimentar e a falta de mão de obra para as actividades agrícolas geram importantes desafios para a agricultura e a engenharia. Os desafios implicam a melhoria da produtividade com menos recursos. O cenário é constituido por parâmetros que geralmente estão em direções opostas. O trabalho apresenta o desenvolvimento de um rover para agricultura (R2A) para suportar tarefas de Scouting, tarefas que no futuro melhorarão a produtividade e permitirão o uso de menos subministros agrícolas. O estudo começa pela revisão bibliográfica de Robôs para agricultura, Rovers e Rovers agrícolas desenvolvidos por diferentes instituições de pesquisa. Apos a revisão é apresentada a metodologia do trabalho baseada nas metodologias de projeto mecânico e mecatrônico; no desenvolvimento da metodologia são apresentadas as caraterísticas das culturas de maneira geral, a proposta de tarefas de Scouting, o benchmarking desenvolvendo modelos matemáticos, modelos CAD (Computer Aided Design) simulações e testes com o intuito de conhecer as diferentes caraterísticas dos Rovers e Robôs agrícolas. Usando o conhecimento no decorrer do trabalho é proposto o conceito do rover para agricultura R2A, o conceito é comparado em simulações, e feito o projeto detalhado usando ferramentas CAE (Computer Aided Enginnerring), após é construído o protótipo, e testado. Como resultados são apresentadas simulações comparativas do R2A, a sua modelagem matemática, simulações do R2A em condições ideais, destacando as suas capacidades, e finalmente são apresentados os testes e comparações do R2A.

Esta tese tem como objetivo analisar como as ações e as forças representadas pelos interesses do Agronegócio globalizado estruturaram, a partir de um encadeamento de concertações realizados por atores institucionais e corporativos, um conjunto de fábulas que vem conformando a expansão da produção agrícola brasileira. Discorre- se a partir da acepção de fábula proposta por Santos (2000) sobre a difusão do processo de globalização que incorpora uma série de fabulações que seriam necessárias para homogeneizar o planeta sob um processo no qual prevaleceriam as fábulas criadas a partir da máquina ideológica sustentada pelas forças de capital hegemônico. Discute-se como, com base nessa contextualização, um intrincado arranjo de interesses com abrangência nas esferas geopolítica, financeira, científica e midiática que contribui para que suas fabulosas narrativas venham convertendo o campo brasileiro em uma extensão de agricultura mundializada. Resgata-se, a partir de uma perspectiva histórica, como os detentores da terra e do poder oligárquicos no Brasil vem se articulando politicamente para tornar o Estado submisso aos seus interesses. Procura-se demonstrar como a ação concertada do establishment capitalista deu impulso à expansão das corporações transnacionais fomentando o avanço tecnológico no campo e o fenômeno da Revolução Verde e seu papel nas narrativas constituintes das fábulas tóxicas. Descreve-se como o conceito de Precisão Agricultura, enquanto sucessor ideológico da Revolução Verde, foi articulado pelo estabelecimento globalizado do agronegócio para legitimar suas fabulosas narrativas. Discute-se como estas forças políticas conservadoras foram impelindo ao Estado e inserindo este na esfera das fábulas que resultaram em uma forte interferência sobre o aparato legal-racional e técnico-estatal, beneficiando as forças políticas e econômicas conectadas ao Agronegócio mundializado e criando um leniente sistema normativo dos Agrotóxicos. Discutem-se as estratégias de marketing engendradas pelas grandes corporações produtoras de Agrotóxicos e pelos demais atores do establishment do Agronegócio e as fabulações a partir das quais se constroem os esforços de convencimento quanto à prevalência do modelo de produção agrícola lastreada na Agricultura de Precisão. Destaca-se como o Agronegócio concentra suas iniciativas voltadas à prática do greenwashing em grandes eventos cenográficos representados pelas suas feiras setoriais que simbolizam a homogeneização das estratégias de propaganda e marketing. Demonstramos que a sustentabilidade é o principal termo utilizado pelo arranjo geopolítico-financeiro-científico-midiático para promover esta narrativa fabulosa sobre o fenômeno no Brasil e, de forma concertada, também no exterior. Realizaram-se trabalhos de campo em consonância com análise bibliográfica e materiais publicitários dessas empresas do agronegócio para atingir tais objetivos, os quais permitem indicar a tese, ou seja, a construção e consolidação das fábulas tóxicas. Conclui-se que um conjunto de fábulas tóxicas, numa perspectiva mundializada, conformam a expansão da produção agrícola brasileira. / This thesis aims at analyzing how the actions and forces that represent the interests of the globalized Agribusiness have structured, from a chain of arrangements carried out by institutional and corporate actors, a set of fables that has shaped the expansion of the Brazilian agricultural production. It is based on the interpretation of fable as proposed by Santos (2000) concerning the diffusion of the globalization processes that incorporates a series of fabrications that would be necessary to homogenize the planet under a set of fables created from the ideological machine supported by the forces of hegemonic capital. It is discussed how, based on such contextualization, an intricate array of interests has been built with a broader scope in the geopolitical, financial, scientific and media spheres that contributes to making its fabulous narratives regarding the conversion of the Brazilian countryside into an extension of globalized agriculture. It seeks to demonstrate how the concerted action of the capitalist establishment has given an impulse to the expansion of multinational corporations fostering the technological advance in the field and the phenomenon of the Green Revolution and its role in the constituent narratives of the toxic fables. It is described how the concept of Precision Agriculture, as the ideological successor of the Green Revolution, has been articulated by the globalized Agribusiness establishment to legitimize its fabulous narratives. Departing from a historical perspective it demonstrates how the landowners and the oligarchic powers in Brazil have been articulating politically to make the State submissive to their interests. It seeks to reveal how the concerted action of the capitalist establishment gave impulse to the expansion of multinational corporations through the technological advance in the field and the phenomenon of the Green Revolution and its role in the constituent narratives of the toxic fables. It is described how the concept of Precision Agriculture, as the ideological successor of the Green Revolution, has been articulated by the globalized Agribusiness establishment to legitimize its fabulous narratives. It is discussed how these conservative political forces were impelling the State to insert itself in the sphere of the fables that resulted in a strong interference on the legal-rational and technical of the States apparatus, benefiting the political and economic forces connected to the globalized Agribusiness and creating a lenient system of regulation for pesticides. It discusses the marketing strategies engendered by the large agrochemical producers and by the other actors of the Agribusiness establishment and the fabulations from which the efforts of convincing about the prevalence of the agricultural production model backed by Precision Agriculture are constructed. It highlights how the Agribusiness concentrates its initiatives aimed at the practice of greenwashing in major staged events represented by its industry trade fairs that symbolize the homogenization of their advertising and marketing strategies. We demonstrate that sustainability is the main term used by the geopolitical-financial-scientific-mediatic arrangement to promote this fabulous narrative about the phenomenon in Brazil and, in a concerted way, also abroad. Fieldwork was carried out in consonance with the bibliographical analysis as well as to the marketing materials made by these Agribusiness companies, which consents to indicate the thesis, that is, the construction and consolidation of the toxic fables. It is concluded that a set of toxic fables, in a globalized perspective, conform the expansion of Brazilian agricultural production.

A utilização de novas tecnologias e a adoção de inovações na agricultura são fundamentais para o estabelecimento dos padrões de produção, pois, além de mitigarem riscos específicos associados a este ramo de atividade, impactam nos resultados agronômicos, econômicos e financeiros do negócio rural. Diversos aspectos derivam dessa discussão e suscitam questões como: Quais são os condicionantes de adoção de Agricultura de Precisão (AP) por produtores de grãos? Qual é o grau de adoção e uso de Agricultura de Precisão? Quais são as características do produtor rural e da fazenda, as principais tecnologias utilizadas e os fatores de maior influência na adoção de Agricultura de Precisão? Qual é a influência das características do produtor, características da fazenda e fontes de informação na adoção de Agricultura de Precisão? Partindo dessas questões de pesquisa, o objetivo geral do trabalho foi identificar os condicionantes de adoção de Agricultura de Precisão por produtores de grãos. Os objetivos específicos foram: mensurar o grau de adoção e uso de AP; caracterizar o produtor rural e a fazenda, as principais tecnologias utilizadas e os fatores de maior influência na adoção de AP; analisar a influência das características do produtor, características da fazenda e fontes de informação na adoção de Agricultura de Precisão. Essa pesquisa é caracterizada como estudo exploratório e descritivo, com aplicação de técnicas de análise quantitativas. Foram realizadas 404 entrevistas presenciais com produtores de soja e milho. A análise dos dados foi feita com a técnica de regressão logística. Constata-se que os condicionantes encontrados são relacionados a características do produtor, como educação e importância da renda da agricultura, a características da fazenda, como área de safrinha de milho, a fontes de informação, como assistência técnica e extensão rural - Emater/Cati, e aos meios de comunicação, como palestras e publicações de universidades. As tecnologias no estágio de Maioria Inicial (Até 50% da população) são análise de solos, aplicação de corretivos e fertilizantes em taxa variável, amostragem de solo em grade (Georreferenciada), mapa de aplicação, piloto automático, aplicação de defensivos em taxa variável, GPS com barra de luz, monitor de colheita e mapa de produtividade. As tecnologias adotadas pelos Pioneiros (Até 16% da população) são semeadura em taxa variável, GPS com correção RTK, sensoriamento remoto (aéreo/satélite/outros) e irrigação de precisão. A única tecnologia somente adotada pelos Inovadores (até 2,5%) foram os sensores de plantas daninhas, pragas e doenças. Por fim, o trabalho sugere temas para estudos futuros. / The use of new technologies and the adoption of innovations in agriculture are critical for the establishment of production standards, because they mitigate specific risks associated with this field of activity, impact on the agronomic, economic and financial results of the rural business. Several aspects derive from this discussion: What are the determinants of adoption of precision agriculture (PA) of grain producers? What is the level of adoption and use of Precision Agriculture? What are the characteristics of the farmer and the farm, the main technologies used and the most influential factors in the adoption of Precision Agriculture? What are the influence of producer characteristics, farm characteristics and sources of information on the adoption of Precision Agriculture? Based on these research questions, the main objective of this study was to identify the determinants of adoption of Precision Agriculture of grain producers. The specific objectives were to measure the level of adoption and use of PA; characterize the farmer and the farm, the main technologies used and the most influential factors in the adoption of PA; analyze the influence of producer characteristics, farm characteristics and sources of information on the adoption of Precision Agriculture. This research is characterized as exploratory and descriptive study, with application of quantitative analysis techniques. 404 face to face interviews were conducted with producers of soybeans and corn. Data analysis was performed with logistic regression. The PA adoption determinants found are related to producer characteristics such as education and importance of agricultural income, the farm characteristics such as second crop corn area (safrinha), sources of information, technical assistance and rural extension - Emater / Cati and the media, such as lectures and university publications. Technologies in Initial Majority stage are soil analysis, application of fertilizers in variable rate, soil sampling grid (Georeferenced), application map, autopilot, application of pesticides in variable rate, GPS with light bar, harvest monitor and productivity map. The technologies adopted by Pioneers are variable rate seeding, GPS with RTK correction, remote sensing and precision irrigation. The only technology only adopted by innovators were the sensors of weeds, pests and diseases. Finally, this research suggested topics for future studies.

Um dos fatores mais limitantes da produtividade das culturas não somente no Brasil, mas em várias partes do mundo é a acidez do solo. Buscando-se a detecção automática da variação de elementos químicos do solo, além de velocidade e economia nas amostragens e análises, diversas técnicas de sensoriamento de solo têm sido estudadas. O presente trabalho estudou o desempenho de um conjunto sensor de íon seletivo de antimônio, para seus dois modos de funcionamento disponíveis, denominados de automático e manual, na determinação do potencial hidrogeniônico (pH) em tempo real em três áreas com solos de diferentes características físicas e químicas, as quais passaram por amostragem de solo em grade, com densidade de 4 amostras ha-1, tendo sido encaminhados a laboratório para a determinação do pH em água e cloreto de cálcio, os quais foram utilizados como referência. Sem intervenção do operador, seguindo-se configurações do fabricante, amostras foram coletadas em campo automaticamente. As amostras determinadas sob acionamento manual foram utilizadas para avaliações dos parâmetros de desempenho do conjunto, definidos como tempo, precisão e acurácia, por meio do cálculo da raiz quadrada do erro médio (RMSE). Um conjunto de amostras de solo foi utilizado na avaliação do grau de influência da umidade na determinação do pH. Diferentes retas de calibração utilizando os dados mensurados via sensoriamento e os valores obtidos em laboratório foram construídas, sendo uma delas elaborada especificamente por área e a outra abrangendo a totalidade de pontos numa reta universal. Por meio de análises geoestatísticas buscou-se definir e comparar a estrutura de dependência espacial dos dados com a construção de semivariogramas e ajuste do modelo para a variável em estudo. Os dados brutos coletados pelo sensor e os calibrados, juntamente àqueles com origem em laboratório foram utilizados na construção de mapas de superfície. Pontos de validação foram tomados para avaliar a qualidade das retas de calibração. As análises estatísticas apresentaram melhor resultado para o modo manual, porém, para ambos os modos de funcionamento foram verificados erros superiores aos determinados como limite, uma vez que as curvas de calibração não foram eficientes. O conjunto apresentou sensibilidade ao íon H+ para ambos os modos de acionamento, porém, verificou-se que a umidade do solo interferiu no resultado das leituras. Os parâmetros geoestatísticos mostraram que as amostragens atuais não exploram integralmente a variabilidade do pH das áreas, confirmando o potencial do sensoriamento em tempo real e a necessidade de aprimoramento dessas técnicas. Como primeiro passo sugere-se o acréscimo de um sensor de umidade ao conjunto e a utilização de ferramentas para padronização e homogeneização das amostras em campo. / One of the most limiting factors in crop not only in Brazil but in many parts of the world is soil acidity. Aiming to automatic detection of changes in soil chemical elements, as well as speed and economy in the sampling and analysis, various sensing techniques of soil have been studied. The present work studied the performance of a set of sensor selective ion antimony to its two available operating modes, automatic and manual called, in determining the hydrogen potential (pH) in real time on three areas with different soil physical characteristics and chemical, which passed soil sampling grid at a density of 4 samples ha-1 and was sent to the laboratory for the determination of the pH and calcium chloride, which were used as reference. Without operator intervention, following the manufacturer settings, samples were collected in the field automatically. The samples under certain manual actuation were used for evaluation of the performance parameters of the set, defined as time precision and accuracy by calculating the root mean square error (RMSE). A set of soil samples was used to assess the degree of influence of moisture in the pH determining. Different straight calibration using the measured data via sensing and the values obtained in the laboratory were built, one being designed specifically for the area and the other covering the whole of points on a straight universal. Through geostatistical analyzes sought to define and compare the spatial dependence structure of the data with the construction of semi-variograms and model fit for the variable under study. The raw data collected by the sensor and the calibrated along with those originated in the laboratory were used to make surface maps. Validation points were taken to assess the quality of the calibration straight. Statistical analysis showed better results for the manual mode, however, for both operation modes were checked for errors upper limit as determined, since calibration curves are not effective. The set had a sensitivity to the H+ ion for both activation modes, however, it was found that soil moisture affected the outcome of the readings. The geostatistical parameters showed that the samples do not exploit fully the current pH variability areas, confirming the potential of real-time sensing and the need for improvement of these techniques. Initially we suggest the addition of a humidity sensor and use of tools for standardization and homogenization of samples in the field.