Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-05-09T13:31:41Z No. of bitstreams: 1 Erika Fialho Morais Xavier.pdf: 2058672 bytes, checksum: c940d090f0c0320e8f1d36bc1e912cf9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T13:31:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Erika Fialho Morais Xavier.pdf: 2058672 bytes, checksum: c940d090f0c0320e8f1d36bc1e912cf9 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Tuna and tuna-like species represent a great attraction for companies and fishers in general, due to their meat quality, their high commercial value and their extensive distribution in the oceans. Appropriate management is fundamental to the survival of some species, and to the sustainability of fi sheries. In this way, knowledge about abundance estimates and population biomass variations is paramount for sheries management. Dynamic models of biomass are essential techniques for calculating the estimates. This study proposed the use of Bayesian analysis for the models of Fox, Schaefer and Pella-Tomlinson. Initially, the objective was to evaluate the accuracy and precision of the information acquired about the parameters of the models. For this, catch and catch per unit effort data of the South Atlantic sword sh (Xiphias gladius) were used. It was concluded that there was no progress on precision and accuracy, taking as true "values" for the parameters the estimates of the last report of The International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas (ICCAT). Sequentially, the objective was to evaluate the dynamic model of the biomass of Pella and Tomlinson, considering the variation and the fixation of the shape parameter in a scalar value. In this case, were used catch and catch per unit effort data of bigeye tuna (Thunnus obesus) of Atlantic. It was concluded that the model of Pella and Tomlinson with estimation of the shape parameter through of a prior distribution is more susceptible to in influences of non informative data and with discrepant points, and produces estimates more imprecise than when the form parameter is set as a scalar value, in the models of Schaefer and Fox. / Espécies de atuns e afins representam um grande atrativo para empresas e pescadores em geral, em virtude da qualidade da carne, do alto valor comercial e da ampla distribuição nos oceanos. Uma gestão adequada é fundamental para a sobrevivência de algumas espécies e para a sustentabilidade da pesca, e o conhecimento sobre estimativas de abundância e variações da biomassa das populações é primordial para a gestão de pesca. Os modelos dinâmicos de biomassa são importantes técnicas para o cálculo destas estimativas. Este estudo propôs o uso da análise bayesiana para os modelos de Fox, Schaefer e Pella-Tomlinson. Inicialmente, objetivou-se avaliar a acurácia e a precisão da informação adquirida ao longo dos anos sobre os parâmetros dos modelos. Para isto, utilizaram-se dados de captura e captura por unidade de esforço do espadarte (Xiphias gladius) do Atlântico Sul. Concluiu-se que não houve avanço quanto à precisão e acurácia, tomando como valores "verdadeiros" para os parâmetros as estimativas do último relatatório da International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas (ICCAT). Sequencialmente, objetivou-se avaliar o modelo dinâmico de biomassa de Pella e Tomlinson, considerando a variação e a fixação do parâmetro de forma em um valor escalar. Neste caso, utilizaram-se dados de captura por unidade de esforço e captura da albacora bandolim (Thunnus obesus) do Atlântico. Concluiu-se que o modelo de Pella e Tomlinson com estimação do parâmetro de forma por meio de uma priori é mais susceptível às Influências de dados pouco informativos e com pontos discrepantes e produz estimativas mais imprecisas do que quando se fi xa o parâmetro de forma em um valor escalar, nos modelos de Schaefer e Fox.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The efficient model preparation allows a crop forecast, better research strategies and the correct allocation of a determinate crop in an environment, according to weather conditions. With the techniques uses as the modeling, it is possible to create future scenarios using simulations, which use equations to represent a process. To achieve the high agricultural productive, there is a necessity to identify the production factors that limit the plants growth. The most part of the years, the rain frequency and its intensity in the soybean development period aren t enough to a crop shows its productive potential. So, the present research has as a purpose the application of a simulation model to the soybean crop in the region of Santiago RS, allowing to know the production response of many different water lengths. To accomplish the job it was necessary to develop an experimental proceeding to generate necessary datas to calibrate, test and apply a simulation model of water extraction from the soil and its respective response in the crop production. As experimental results, it was obtained variation in the growth and soybean crop development with the application of many different irrigation strategies, resulting in distinct productivities. The increase in the irrigation length provided an increment in the production components of the studied crops. The production model applied was able to simulate satisfactorily the total dry matter and the grain production to the soybean crop. The water balance components were influenced by different simulated irrigation strategies, and these influenced in the final productivity of the crop studied. The efficiency of the water use and the efficiency of the water application became less with the irrigation strategies increase. The production model application to the production functions showed that, the applied length since 800 mm caused a reduction in the production of soybean crop grains. The model showed itself as an important tool in the productive preview in irrigated conductions, showing the best strategies of irrigation that result in a high grain production. / A elaboração de modelos eficientes permite a previsão de safra, melhores estratégias de pesquisa e a alocação correta de determinada cultura em um ambiente, estando na dependência do conhecimento das condições climáticas. A partir da utilização de técnicas como a modelagem, é possível a criação de cenários futuros por intermédio de simulações, que utilizam um conjunto de equações que irão representar um processo. Para se alcançar altas produtividades agrícolas, há necessidade de se identificar os fatores de produção que limitam o crescimento das plantas. Na maior parte dos anos, a freqüência e a intensidade das chuvas no período de desenvolvimento da soja, são insuficientes para que a cultura manifeste seu potencial produtivo. Desta forma, o presente trabalho propõe a aplicação de um modelo de simulação para a cultura da soja na região de Santiago, RS, permitindo conhecer a resposta da produção a diferentes lâminas de água aplicada. Para isto, foi necessário desenvolver procedimento experimental para geração de dados necessários para calibrar, testar e aplicar um modelo de simulação da extração da água do solo e a respectiva resposta em produção da cultura. Como resultados experimentais, obteve-se variações no crescimento e desenvolvimento da cultura da soja com a aplicação de diferentes estratégias de irrigação, resultando em produtividades distintas. O aumento nas lâminas de irrigação proporcionou incremento nos componentes de produção das cultivares estudadas. O modelo de produção aplicado foi capaz de simular satisfatoriamente o acúmulo de matéria seca total e a produção de grãos para a cultura da soja. Os componentes do balanço hídrico foram influenciados pelas diferentes estratégias de irrigação simuladas, e estas influenciaram na produtividade final da cultura em estudo. A eficiência do uso da água e a eficiência de aplicação da água diminuíram com o aumento da estratégia de irrigação. A aplicação do modelo de produção para funções de produção mostrou que, lâmina aplicada a partir de 800 mm causou redução na produção de grãos na cultura da soja. O modelo se mostrou uma importante ferramenta na previsão da produtividade em condições irrigadas, evidenciando as melhores estratégias de irrigação que resultem em elevadas produções de grãos.

O Filtro de Kalman Ensemble (EnKF) é um algoritmo de Monte Carlo sequencial para inferência em modelos de espaço de estados lineares e não lineares. Este filtro combinado com alguns outros métodos propaga a distribuição a posteriori conjunta dos estados e dos parâmetros ao longo do tempo. Existem poucos trabalhos que consideram o problema da estimação simultânea dos estados e parâmetros, e os métodos existentes possuem limitações. Nesta dissertação analisamos a eficiência desses métodos por meio de estudos de simulação em modelos de espaço de estados lineares e não lineares. O problema de estimação não linear aqui tratado refere-se ao modelo de produção excedente logístico, para o qual o EnKF pode ser considerado uma possível alternativa aos algoritmos MCMC. Os resultados da simulação revelam que a acurácia das estimativas aumenta quando a série temporal cresce, mas alguns parâmetros apresentam problemas na estimação. / The Ensemble Kalman Filter (EnKF) is a sequential Monte Carlo algorithm for inference in linear and nonlinear state-space models. This filter combined with some other methods propagates the joint posterior distribution of states and parameters over time. There are fewer papers that consider the problem of simultaneous state-parameter estimation and existing methods have limitations. The purpose of this dissertation is to analyze the efficiency of these methods by means of simulation studies in linear and nonlinear state-space models. The nonlinear estimation problem addressed here refers to the logistic surplus-production model, for which the EnKF can be considered as a possible alternative to MCMC algorithms. The simulation results reveal that the accuracy of the estimates increases when the time series grows, but some parameters present problems in the estimation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No-tillage (NT) is a tillage system more important for the sustainability of agro-ecosystems. However doubts remain concerning the formation of layers with high compaction level in NT, residual effects of soil chiseling, and alteration of soil structure during the time of adoption of NT. The objective of this study was to evaluate the effect of crop rotation, chiseling and periodic time of adoption of NT on the physical quality of a Rhodic Eutrudox, and productivity of soybean and wheat. The tillage systems were: (i) conventional tillage by disk harrow (CT); (ii) NT with chiseling every year (NTC1); (iii) NT with chiseling every three years (NTC3); (iv) NT for 11 consecutive years (NT11) and; (v) NT for consecutive 24 years (NT24) while the cropping factor include: (i) crop rotation and (ii) crop succession. Sampling was conducted 10 and 22 months after last chiseling in NTC1 and NTC3, respectively. Undisturbed soil samples were collected in soil layers, 0.0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m for the determination of physical attributes (particle density and particle size distribution, bulk density, porosity, macro and micropores, soil penetration resistance (SPR), SPR curve, water retention curve, least limiting water range), while disturbed samples were used to quantify soil chemical properties (soil acidity, macronutrients, organic carbon, nitrogen). In the soil depth, 0.10 and 0.20 m, three-dimensional infiltration rate and saturated hydraulic conductivity were determined in-situ. At maturity, the productivity of soybeans and wheat was determined. There was no interaction between tillage and cropping system. The variables analyzed did not change as a function of the cropping systems. The chemical attributes were not limiting the productivity of soybeans. The physical attributes indicated that the residual effects of soil chiseling did not persist for longer than 10 months. Increasing the time of adoption of NT from 11 to 24 years favored improvements in soil physical quality. The NT24 had higher yield of soybeans than SPC. Chiseling did not result in increased productivity of soybeans and wheat compared with NT. The increased time without tilling the soil, in the same soil bulk density and water content favored increase in resistance of soil structure. Critical limits of SPR (2 MPa) are inadequate for the assessment of soil physical quality in NT with or without soil chiseling. These SPR limits should be expanded to 3 MPa in NT with chiseling and 3.5 MPa in NT. The least limiting water range, regardless of soil management, cropping system and critical limits of SPR was not a good indicator of soil physical quality. / O sistema plantio direto (SPD) é o sistema de manejo mais importante para a sustentabilidade dos agroecossitemas. No entanto persistem dúvidas relacionadas com a formação de camadas com maior nível de compactação em SPD, efeitos residuais da escarificação do solo, e alteração da estrutura pelo tempo de adoção do SPD. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da rotação de culturas, da escarificação periódica e do tempo de adoção do SPD na qualidade física de um Latossolo Vermelho Distroférrico, e na produtividade de grãos de soja e do trigo. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x2 (manejos do solo x modelos de produção), com quatro repetições. Os sistemas de manejo do solo foram: (i) sistema de preparo convencional (SPC); (ii) SPD escarificado a cada ano (SPDE1); (iii) SPD escarificado a cada três anos (SPDE3); (iv) SPD contínuo por 11 anos (SPDC11); (v) SPD contínuo por 24 anos (SPDC24). Os modelos de produção foram: (i) rotação e; (ii) sucessão de culturas. A amostragem foi realizada após 10 e 22 meses da última escarificação no SPDE1 e SPDE3, respectivamente. Nas camadas de 0,0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m foram coletadas amostras indeformadas de solo para determinação de atributos físicos (densidade e distribuição do tamanho de partículas, densidade do solo, porosidade total, macro e microporos, resistência do solo à penetração (RP), curva de RP, curva de retenção de água, intervalo hídrico ótimo), e amostras deformadas para determinação de atributos químicos do solo (acidez do solo, macronutrientes, carbono, nitrogênio). Nas profundidades de 0,10 e de 0,20 m, foi determinada a taxa de infiltração tridimensional de água e condutividade hidráulica do solo saturado no campo. Foi determinada a produtividade de grãos de soja e de trigo. Não houve interação entre os sistemas de manejo do solo e os modelos de produção. As variáveis analisadas não foram alteradas em função dos modelos de produção. Os atributos químicos não foram limitantes a produtividade de grãos de soja. Os atributos físicos indicam que os efeitos residuais da escarificação do solo não persistem por um período maior do que 10 meses. O aumento do tempo de adoção do SPD de 11 para 24 anos favoreceu melhorias na qualidade física do solo. O SPDC24 apresentou maior produtividade de grãos de soja do que o SPC. A escarificação do solo não resultou em aumento de produtividade de grãos de soja e de trigo em comparação com SPD. O aumento do tempo sem revolvimento do solo, em uma mesma densidade do solo e conteúdo de água, favorece incrementos na resistência da estrutura do solo. Os limites críticos de RP de 2 MPa são inadequados para avaliação da qualidade física do solo em SPD com ou sem escarificação do solo. Estes limites de RP devem ser ampliados para 3 MPa em SPD com escarificação e para 3,5 MPa em SPD consolidado. O intervalo hídrico ótimo, independente do manejo do solo, modelo de produção e limites críticos de RP, não foi um bom indicador da qualidade física do solo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The development of math models can available a tool to estimate and understand the behavior of the system in face of diferent situations, helping in the decision-making process, through a simplified representation of reality, allowing to simulate several scenes and to estimate the different action courses impact about the production systems, helping in the activity planning. In the case of use simulation models of crops production, about different irrigation strategies, the procedure allows to get all the possible informations, that in field experiments would require time and necessary features to the research. So, this work proposes a simulation of maize and beans crops production, considering a field experiment characteristics and the agricultural year climate characteristics, in which the experiment was managed, with the goal to calibrate, test and apply a simulation model to the cycle of maize and beans crops in the region of Santiago, RS. As experimental results, it was obtained variations in maize and beans crops growth, development, and production, with the apply of different irrigation strategies. The irrigation blades growth increased the grain and dry matter production of the studied crops. The production model applied could simulate properly the grain and dry matter production for both crops. The different strategies of irrigation simulated by the model, influenced the water balance components and in the final productivity of studied crops. Water blades of 800 mm e 500 mm resulted in maize and beans production decrease, respectively. The efficiency of water application from 550 mm and 500 mm to the maize and the beans have been decreased, respectively. The proposed model can be used as a tool for regional planning in the deployment of maize and beans crops in irrigated conditions and allows the identification of irrigation strategies that result in higher grain production, and could be considered an excellent tool for predicting crops yields in irrigated conditions. Thus, it was possible to offer to the studied region, yield data with the irrigation use and, especially, with the simulation use, providing greater security for producers and technicians of the region, in future installations of irrigated systems. / O desenvolvimento de modelos matemáticos pode disponibilizar uma ferramenta para estimar e entender o comportamento do sistema em face de diferentes situações, auxiliando no processo de tomada de decisão através de uma representação simplificada da realidade, permitindo simular vários cenários e estimar a repercussão de diferentes cursos de ação sobre os sistemas produtivos, auxiliando no planejamento da atividade. No caso da utilização de modelos de simulação da produção das culturas, sob diferentes estratégias de irrigação, o procedimento permite obter todas as informações possíveis, que em experimentos de campo demandariam tempo e recursos necessários para a pesquisa. Desta forma, o presente trabalho propõe uma simulação da produção das culturas de milho e feijão, levando em consideração as características de um experimento de campo e as características climáticas do ano agrícola em que o experimento foi conduzido, com o objetivo de calibrar, testar e aplicar um modelo de simulação para o ciclo das culturas do milho e do feijão na região de Santiago, RS. Como resultados experimentais, obteve-se variações no crescimento, desenvolvimento e produção das culturas de milho e feijão com a aplicação de diferentes estratégias de irrigação. O aumento nas lâminas de irrigação aumentou a produção de grãos e matéria seca das culturas em estudo. O modelo de produção aplicado foi capaz de simular adequadamente a produção de grãos e a produção de matéria seca para ambas culturas. As diferentes estratégias de irrigação simuladas pelo modelo, influenciaram nos componentes do balanço hídrico e na produtividade final das culturas em estudo. Lâminas de água de 800 mm e 500 mm acarretaram redução na produção de milho e feijão, respectivamente. A eficiência de aplicação de água a partir de 550 mm e 500 mm para o milho e o feijão, respectivamente, foi reduzida. O modelo proposto pode ser utilizado como ferramenta para o planejamento regional na implantação da cultura de milho e feijão em condições de irrigação e possibilita a identificação de estratégias de irrigação que resultem em elevadas produções de grãos, podendo ser considerado uma excelente ferramenta para previsão de rendimento das culturas em condições de irrigação. Desta forma foi possível oferecer a região em estudo dados de produtividade com a utilização da irrigação e em especial com a utilização de simulação, trazendo maior segurança para produtores e técnicos da região em futuras instalações de sistemas irrigados.