For precision agriculture to work, an automated process to collect spatial-variability data within a field is necessary. Otherwise, data collection is prohibitively expensive and time consuming. Furthermore, to minimize measurement error due to harvesting method, data-collection processes involving normal cotton harvesting and ginning operations must be used. For the case of cotton, an automated prototype system using image processing to measure the micronaire value of cotton fiber during harvest was designed and built in the laboratory. This system was tested with two image-processing algorithms to identify and remove the effects of objects present in the images that were not cotton fiber, and then measure the reflectivity in three Near-Infrared (NIR) wavebands. Both algorithms yielded similar results when used on seed cotton samples. The reflectivity measurement after removing the effects of foreign matter had a strong relationship to standard micronaire measurements (R^2= 0.73 and 0.74 for the ratio-image and single-image algorithms, respectively) with a root mean squared error (RMSE) of 0.28 and 0.27, respectively. The ratio-image pixel classification method classified an average of 58% of the pixels in an image as "cotton", while the single-image method classified an average of 81% of the pixels in each image as cotton. These results do not show as strong a relationship between micronaire and NIR reflectivity of cotton samples as previous research done with very uniform lint cotton calibration samples. This is attributed to the higher content of foreign matter in seed cotton samples. With higher trash cotton and fiber that has not yet been cleaned, results obviously are not as good as when using calibration cotton samples. These results indicate the system can be adapted to perform in-situ measurement of cotton fiber quality, specifically micronaire, and enable harvesters to create quality maps of a field automatically to allow better crop management.

Temperatura e chuva exercem grande influência sobre o crescimento, desenvolvimento e produtividade vegetal. Com o objetivo geral de verificar o efeito da variação da temperatura e chuva sobre a qualidade da fibra e a produtividade de algodão no estado de Mato Grosso, este trabalho analisou conjuntamente dados climatológicos (banco de dados contendo os valores diários de temperatura máxima, mínima e média, e chuva) e dados provenientes de um grupo de experimentos de campo de algodão. A caracterização de diversos genótipos (cultivares e linhagens) de algodão foi realizada em 109 ambientes do estado de Mato Grosso, os quais foram formados pela combinação de três causas de variação: (i) seis locais (Itiquira, Serra da Petrovina, Campo Verde, Campo Novo do Parecis, Sapezal e Sorriso); (ii) quatro épocas de semeadura (05 a 21 de dezembro, 22 de dezembro a 10 de janeiro, 11 a 25 de janeiro, 25 de janeiro a 20 de fevereiro); e (iii) oito safras agrícolas (2003/2004 a 2010/2011). Os quatro cultivares mais frequentes foram selecionados: FiberMax 966, FMT 701, FiberMax 993 e DeltaOpal, testados em 75, 68, 63 e 60 ambientes, respectivamente. Os dados climatológicos, de cada ambiente, foram segmentados em três fases de desenvolvimento do algodoeiro: (i) emergência à primeira flor (E-F1); (ii) primeira flor ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D); e (iii) emergência ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D). Os resultados de cada fase foram correlacionados com os dados dos experimentos de campo de algodão (produtividade de algodão em caroço, rendimento e qualidade de fibra - índice micronaire, resistência, comprimento e maturidade). Os principais resultados obtidos foram: (i) variações de temperatura e chuva ocorridas durante a fase F1-C1+21D promoveram maior influência sobre produtividade e qualidade de fibra; (ii) o aumento da amplitude térmica interferiu negativamente na produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade de fibra, e positivamente na resistência da fibra; (iii) quando comparadas à temperatura máxima, variações de temperatura mínima foram mais limitantes sobre a produtividade e qualidade de fibra; (iv) temperaturas mínimas inferiores a 20°C interferiram negativamente na produtividade de algodão em caroço, rendimento de fibra, índice micronaire e maturidade; (v) a elevação da temperatura máxima média interferiu positivamente na resistência e negativamente no comprimento de fibra; entretanto extremos de temperatura máxima, acima de 35°C, não foram associados às variações de produtividade e qualidade de fibra; e (vi) o aumento de chuva, em quantidade acumulada e frequência de ocorrência, resultou em elevação da produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade. Como conclusão, o aumento da temperatura mínima e da frequência de ocorrência de chuva promovem o incremento da produtividade e da qualidade da fibra de algodão, ao passo que extremos de temperatura máxima não provocam alterações consistentes no estado de Mato Grosso. / Temperature and rain have great influence on the growth, development and yield of plants. In order to verify the effect of temperature and rainfall on fiber quality and yield of cotton in the State of ´Mato Grosso´, Brazil, climatological data (daily database of maximum, minimum and mean temperature and rainfall) were analyzed with data from a group of cotton field experiments. The characterization of various genotypes (cultivars and lines) of cotton was fulfilled in 109 environments of the State of Mato Grosso, which were formed by the combination of three sources of variation: (i) six locations (´Itiquira´, ´Serra da Petrovina´, ´Campo Verde´, ´Campo Novo do Parecis´, ´Sapezal´ and ´Sorriso´); (ii) four sowing times (5 to 21 December, December 22 to January 10, 11 to 25 January, and after January 26); and (iii) eight growing seasons (2003/2004 to 2010/2011). The four most frequent cultivars were selected: ´FiberMax 966´, ´FMT 701´, ´FiberMax 993´ and ´DeltaOpal´, tested in 75, 68, 63 and 60 environments, respectively. The climatological data, from each environment, were segmented into three stages of cotton development: (i) emergence to first flower (E-F1); (ii) first flower to the first boll, plus 21 days (F1-C1+21d); and (iii) emergency to the first boll, plus 21 days (E-C1+21d). The results of each phase were correlated with the experimental field data of cotton (productivity, lint yield and fiber quality (micronaire index, strength, length and maturity). The main results were: (i) variations of temperature and rainfall during the phase (F1-C1+21d) promoted greater influence on yield and fiber quality; (ii) the increasing of thermic amplitude affected negatively on yield, micronaire index and fiber maturity, and positively the fiber strength; (iii) when compared to the maximum temperature, minimum temperature variations were more restrictive on yield and fiber quality; (iv) values of minimum temperature below 20°C were harmful to yield, lint yield, micronaire index and maturity; (v) the maximum temperature had a positive influence in resistance and a negative influence on the fiber length; however, extreme maximum temperature above 35°C wasn\'t associated to variations on yield and fiber quality; and (vi) the increasing of rainfall, in height and occurrence frequency, influenced the rising in cotton productivity, micronaire index and maturity. In conclusion, the increasing of minimum temperature and frequency of rainfall occurrence promote the increment of cotton productivity and fiber quality, while maximum temperature extremes caused no consistent changes in the State of Mato Grosso.

Temperatura e chuva exercem grande influência sobre o crescimento, desenvolvimento e produtividade vegetal. Com o objetivo geral de verificar o efeito da variação da temperatura e chuva sobre a qualidade da fibra e a produtividade de algodão no estado de Mato Grosso, este trabalho analisou conjuntamente dados climatológicos (banco de dados contendo os valores diários de temperatura máxima, mínima e média, e chuva) e dados provenientes de um grupo de experimentos de campo de algodão. A caracterização de diversos genótipos (cultivares e linhagens) de algodão foi realizada em 109 ambientes do estado de Mato Grosso, os quais foram formados pela combinação de três causas de variação: (i) seis locais (Itiquira, Serra da Petrovina, Campo Verde, Campo Novo do Parecis, Sapezal e Sorriso); (ii) quatro épocas de semeadura (05 a 21 de dezembro, 22 de dezembro a 10 de janeiro, 11 a 25 de janeiro, 25 de janeiro a 20 de fevereiro); e (iii) oito safras agrícolas (2003/2004 a 2010/2011). Os quatro cultivares mais frequentes foram selecionados: FiberMax 966, FMT 701, FiberMax 993 e DeltaOpal, testados em 75, 68, 63 e 60 ambientes, respectivamente. Os dados climatológicos, de cada ambiente, foram segmentados em três fases de desenvolvimento do algodoeiro: (i) emergência à primeira flor (E-F1); (ii) primeira flor ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D); e (iii) emergência ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D). Os resultados de cada fase foram correlacionados com os dados dos experimentos de campo de algodão (produtividade de algodão em caroço, rendimento e qualidade de fibra - índice micronaire, resistência, comprimento e maturidade). Os principais resultados obtidos foram: (i) variações de temperatura e chuva ocorridas durante a fase F1-C1+21D promoveram maior influência sobre produtividade e qualidade de fibra; (ii) o aumento da amplitude térmica interferiu negativamente na produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade de fibra, e positivamente na resistência da fibra; (iii) quando comparadas à temperatura máxima, variações de temperatura mínima foram mais limitantes sobre a produtividade e qualidade de fibra; (iv) temperaturas mínimas inferiores a 20°C interferiram negativamente na produtividade de algodão em caroço, rendimento de fibra, índice micronaire e maturidade; (v) a elevação da temperatura máxima média interferiu positivamente na resistência e negativamente no comprimento de fibra; entretanto extremos de temperatura máxima, acima de 35°C, não foram associados às variações de produtividade e qualidade de fibra; e (vi) o aumento de chuva, em quantidade acumulada e frequência de ocorrência, resultou em elevação da produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade. Como conclusão, o aumento da temperatura mínima e da frequência de ocorrência de chuva promovem o incremento da produtividade e da qualidade da fibra de algodão, ao passo que extremos de temperatura máxima não provocam alterações consistentes no estado de Mato Grosso. / Temperature and rain have great influence on the growth, development and yield of plants. In order to verify the effect of temperature and rainfall on fiber quality and yield of cotton in the State of ´Mato Grosso´, Brazil, climatological data (daily database of maximum, minimum and mean temperature and rainfall) were analyzed with data from a group of cotton field experiments. The characterization of various genotypes (cultivars and lines) of cotton was fulfilled in 109 environments of the State of Mato Grosso, which were formed by the combination of three sources of variation: (i) six locations (´Itiquira´, ´Serra da Petrovina´, ´Campo Verde´, ´Campo Novo do Parecis´, ´Sapezal´ and ´Sorriso´); (ii) four sowing times (5 to 21 December, December 22 to January 10, 11 to 25 January, and after January 26); and (iii) eight growing seasons (2003/2004 to 2010/2011). The four most frequent cultivars were selected: ´FiberMax 966´, ´FMT 701´, ´FiberMax 993´ and ´DeltaOpal´, tested in 75, 68, 63 and 60 environments, respectively. The climatological data, from each environment, were segmented into three stages of cotton development: (i) emergence to first flower (E-F1); (ii) first flower to the first boll, plus 21 days (F1-C1+21d); and (iii) emergency to the first boll, plus 21 days (E-C1+21d). The results of each phase were correlated with the experimental field data of cotton (productivity, lint yield and fiber quality (micronaire index, strength, length and maturity). The main results were: (i) variations of temperature and rainfall during the phase (F1-C1+21d) promoted greater influence on yield and fiber quality; (ii) the increasing of thermic amplitude affected negatively on yield, micronaire index and fiber maturity, and positively the fiber strength; (iii) when compared to the maximum temperature, minimum temperature variations were more restrictive on yield and fiber quality; (iv) values of minimum temperature below 20°C were harmful to yield, lint yield, micronaire index and maturity; (v) the maximum temperature had a positive influence in resistance and a negative influence on the fiber length; however, extreme maximum temperature above 35°C wasn\'t associated to variations on yield and fiber quality; and (vi) the increasing of rainfall, in height and occurrence frequency, influenced the rising in cotton productivity, micronaire index and maturity. In conclusion, the increasing of minimum temperature and frequency of rainfall occurrence promote the increment of cotton productivity and fiber quality, while maximum temperature extremes caused no consistent changes in the State of Mato Grosso.